本書(shū)為*一流本科課程配套教材。本書(shū)內(nèi)容根據(jù)分子與表觀(guān)遺傳學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)分為十二章,包括分子與表觀(guān)遺傳學(xué)發(fā)展歷史概述、核酸和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能、染色體的結(jié)構(gòu)和功能、DNA復(fù)制、DNA損傷修復(fù)及其表觀(guān)遺傳調(diào)控、原核生物的轉(zhuǎn)錄及轉(zhuǎn)錄調(diào)控、真核生物的轉(zhuǎn)錄、真核生物的轉(zhuǎn)錄調(diào)控、RNA加工與轉(zhuǎn)錄后調(diào)控、蛋白質(zhì)翻譯與合成、表觀(guān)遺傳與疾病及分子與表觀(guān)遺傳學(xué)研究技術(shù)。本書(shū)可作為生物學(xué)、遺傳學(xué)、生物化學(xué)等專(zhuān)業(yè)的教學(xué)用書(shū)。本教材有機(jī)將表觀(guān)遺傳學(xué)融入到分子生物學(xué)的各個(gè)事件里,在讓學(xué)生和讀者學(xué)習(xí)分子生物學(xué)的同時(shí)了解表觀(guān)遺傳學(xué)的相關(guān)知識(shí)和進(jìn)展,在學(xué)習(xí)表觀(guān)遺傳學(xué)的同時(shí)深刻理解分子生物學(xué)的精髓。因此,該教材主要面向生命科學(xué)專(zhuān)業(yè)的廣大師生,想了解這兩個(gè)學(xué)科的科研工作者。同時(shí),該教材也適合做考研和考博的參考書(shū)。
1.現(xiàn)有的《分子生物學(xué)》教材過(guò)多地圍繞中心法則、未能有機(jī)結(jié)合表觀(guān)遺傳學(xué)的內(nèi)容,現(xiàn)有的《表觀(guān)遺傳學(xué)》著作多較深?yuàn)W、不適合本科生和研究生理解和學(xué)習(xí)。本教材將表觀(guān)遺傳學(xué)與分子生物學(xué)有機(jī)融合,讓學(xué)生和讀者學(xué)習(xí)分子生物學(xué)的同時(shí)了解表觀(guān)遺傳學(xué)的相關(guān)知識(shí)和進(jìn)展,在學(xué)習(xí)表觀(guān)遺傳學(xué)的同時(shí)深刻理解分子生物學(xué)的精髓。2.本教材圖文并茂,這不僅提高了讀者的視覺(jué)刺激度,而且使讀者更容易理解生命科學(xué)的原理。3.本教材取材新穎,簡(jiǎn)明扼要,條理清晰,語(yǔ)言經(jīng)驗(yàn)、基本概念準(zhǔn)確,知識(shí)點(diǎn)全面,信息量大,具有一定的可讀性和適用性。4. 非常注重對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng),在進(jìn)行理論講解的同時(shí),還對(duì)相關(guān)的應(yīng)用,特別是疾病診斷和治療方面做了介紹,學(xué)以致用。期望讀者在知識(shí)的同時(shí),更能夠收獲對(duì)生命科學(xué)研究的興趣。
自20世紀(jì)50年代以來(lái),生命科學(xué)領(lǐng)域取得了舉世矚目的重大成就與顯著進(jìn)步。以生物大分子為研究目標(biāo)的分子生物學(xué)逐步形成了獨(dú)立的學(xué)科,并迅速成為現(xiàn)代生物學(xué)領(lǐng)域中*具活力的科學(xué)分支,新理論、新技術(shù)和新概念層出不窮。在分子生物學(xué)蓬勃發(fā)展的同時(shí),表觀(guān)遺傳學(xué)悄然崛起,并與分子生物學(xué)的交叉滲透越來(lái)越深入。特別是在DNA復(fù)制、損傷修復(fù)、基因表達(dá)等分子遺傳學(xué)方面,表觀(guān)遺傳調(diào)控發(fā)揮著非常重要的作用,使得分子生物學(xué)和表觀(guān)遺傳學(xué)之間的關(guān)聯(lián)愈加不可分割。目前,分子與表觀(guān)遺傳學(xué)的研究已經(jīng)深入生物學(xué)科的各個(gè)領(lǐng)域,改變了或正在改變著整個(gè)生物學(xué)的面貌。其研究成果已在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)以及生物制藥等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。隨著相關(guān)學(xué)科研究的不斷深入,分子與表觀(guān)遺傳學(xué)的內(nèi)容也日益豐富。因此,真正全面系統(tǒng)地掌握分子與表觀(guān)遺傳學(xué)的知識(shí)并非易事,而一本優(yōu)質(zhì)的教材對(duì)于幫助教師和學(xué)生在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)有效掌握分子生物學(xué)與表觀(guān)遺傳學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)至關(guān)重要。本教材編者為長(zhǎng)期奮斗在分子與表觀(guān)遺傳學(xué)教學(xué)和科研一線(xiàn)的人員。編者綜合國(guó)內(nèi)外*新的教材和研究論文,博采眾長(zhǎng),精心編寫(xiě)了這本教材。本教材共十二章,以中心法則為主線(xiàn),圍繞DNA復(fù)制、損傷修復(fù)、基因轉(zhuǎn)錄、蛋白質(zhì)翻譯等遺傳信息學(xué)過(guò)程,涵蓋從原核生物到真核生物、從經(jīng)典的分子調(diào)控到表觀(guān)調(diào)控、從基礎(chǔ)研究到實(shí)際應(yīng)用的廣泛領(lǐng)域。本教材既概括了基本理論,也突出介紹了學(xué)科發(fā)展的前沿動(dòng)態(tài)。鑒于廣義的分子生物學(xué)還涉及中心法則以外的生物學(xué)過(guò)程,本教材重點(diǎn)突出了分子遺傳學(xué)與表觀(guān)遺傳學(xué)的深度交融。本教材具有如下四個(gè)方面的特點(diǎn)。第一,我們?cè)诿空鹿?jié)系統(tǒng)介紹了分子生物學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí),并且緊密關(guān)聯(lián)了相關(guān)的表觀(guān)遺傳調(diào)控內(nèi)容,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)分子生物學(xué)的同時(shí),對(duì)表觀(guān)遺傳學(xué)的全貌也有較為深入的了解。第二,本教材圖文并茂,不僅提高了學(xué)生的視覺(jué)感受,而且使學(xué)生更容易理解生命科學(xué)的基本原理。第三,本教材取材新穎,條理清晰,語(yǔ)言精練,知識(shí)點(diǎn)全面且涵蓋了*新的研究進(jìn)展。它不僅僅適用于教學(xué),對(duì)科研人員也有一定的參考價(jià)值。第四,我們致力于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。在講述理論知識(shí)的基礎(chǔ)上,特別強(qiáng)調(diào)了理論知識(shí)在疾病診斷和治療中的應(yīng)用,旨在實(shí)現(xiàn)知識(shí)的應(yīng)用價(jià)值轉(zhuǎn)化,學(xué)以致用。我們希望學(xué)生在掌握知識(shí)的同時(shí),也能激發(fā)對(duì)生命科學(xué)研究的熱情。盡管我們?cè)诰帉?xiě)過(guò)程中力求全面、完整地反映該學(xué)科各領(lǐng)域的*新進(jìn)展,但是由于分子與表觀(guān)遺傳學(xué)發(fā)展迅速,資料浩如煙海,書(shū)中難免存在未能盡善盡美之處,加上編者水平和理解能力有限,書(shū)中可能存在疏漏和不足之處。我們誠(chéng)摯地期待廣大讀者的寶貴意見(jiàn)和建議,以幫助我們不斷改進(jìn)和完善。在本教材的編寫(xiě)過(guò)程中,我們得到了各編者所在單位的大力支持。在此,一并表示衷心感謝!
長(zhǎng)期從事《分子生物學(xué)》與《分子細(xì)胞生物學(xué)》一線(xiàn)教學(xué),積累了豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。其中,《分子生物學(xué)》于2023年入選第二批*一流本科課程。2021年入選教育*長(zhǎng)江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃;2019年入選中國(guó)生物化學(xué)與分子生物學(xué)教學(xué)青年委員會(huì)委員;2024年獲得第四屆全國(guó)高校教師教學(xué)創(chuàng)新大賽二等獎(jiǎng);2024年第四屆湖北省高校教師教學(xué)創(chuàng)新大賽特等獎(jiǎng);第二屆全國(guó)大學(xué)生生命科學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽指導(dǎo)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng);湖北省第六屆大學(xué)生生物實(shí)驗(yàn)技能競(jìng)賽優(yōu)秀指導(dǎo)教師獎(jiǎng)。主持湖北大學(xué)戰(zhàn)略性新興領(lǐng)域教材建設(shè)等教改項(xiàng)目3項(xiàng),發(fā)表分子生物學(xué)教改論文1篇。主要研究糖代謝對(duì)染色質(zhì)結(jié)構(gòu)與基因表達(dá)的表觀(guān)遺傳調(diào)控,揭示糖代謝在腫瘤發(fā)生和細(xì)胞衰老中的作用機(jī)制,開(kāi)發(fā)靶向糖代謝的抗腫瘤和延緩衰老藥物。部分成果以第一或通訊作者發(fā)表于Nature Metabolism、Molecular Cell、Nature Structural & Molecular Biology、Nature Communications(4篇)、Science Advances(2篇)、Nucleic Acids Research (2篇)、Proc Natl Acad Sci U S A、Autophagy、 Cell Discovery等國(guó)際權(quán)威雜志。迄今為止共發(fā)表SCI論文46篇,授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利3項(xiàng)。入選教育*長(zhǎng)江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃,湖北省引進(jìn)海外高層次人才百人計(jì)劃,湖北省楚天學(xué)者計(jì)劃。主持國(guó)家自然科學(xué)基金、湖北省自然科學(xué)基金創(chuàng)新群體項(xiàng)目、湖北省自然科學(xué)基金杰出青年項(xiàng)目、湖北省自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目等。獲得江西省自然科學(xué)獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)、江西省年度高?蒲谐晒(jiǎng)二等獎(jiǎng)。擔(dān)任中國(guó)生物化學(xué)與分子生物學(xué)會(huì)基因?qū)I(yè)委員會(huì)委員、中國(guó)細(xì)胞生物學(xué)學(xué)會(huì)染色質(zhì)生物學(xué)分會(huì)委員、中國(guó)老年學(xué)和老年醫(yī)學(xué)學(xué)會(huì)老年病分會(huì)衰老基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)專(zhuān)家委員會(huì)常務(wù)委員等。現(xiàn)為Journal of Genetics and Genomics、Life Medicine、《遺傳》等雜志編委,以審稿人身份長(zhǎng)期服務(wù)于Science、Molecular Cell、Science Bulletin、Nature Communications等國(guó)際知名期刊。擔(dān)任國(guó)家自然科學(xué)基金委通訊評(píng)審以及會(huì)議評(píng)審專(zhuān)家、英國(guó)Wellcome Trust基金通訊評(píng)審專(zhuān)家。
第1章分子與表觀(guān)遺傳學(xué)發(fā)展歷史概述/11.1分子與表觀(guān)遺傳學(xué)簡(jiǎn)介/11.2分子生物學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史/21.3表觀(guān)遺傳學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史/7第2章核酸和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能/132.1核酸的結(jié)構(gòu)/132.2核酸的理化性質(zhì)與功能/182.3核酸的修飾/192.4氨基酸/212.5蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能/242.6蛋白質(zhì)修飾/262.7遺傳信息流/29第3章染色體的結(jié)構(gòu)和功能/333.1基因組復(fù)雜度/333.2染色體結(jié)構(gòu)/383.3組蛋白修飾/45第4章DNA復(fù)制/534.1DNA復(fù)制概述/534.2DNA復(fù)制的基本特征/544.3原核生物的復(fù)制及酶體系/604.4真核生物的復(fù)制及酶體系/634.5細(xì)胞周期/644.6DNA復(fù)制和表觀(guān)遺傳學(xué)/66第5章DNA損傷修復(fù)及其表觀(guān)遺傳調(diào)控/725.1DNA突變與分子基礎(chǔ)/725.2DNA損傷類(lèi)型與修復(fù)機(jī)制/835.3雙鏈斷裂修復(fù)/905.4DNA損傷修復(fù)與表觀(guān)遺傳調(diào)控/935.5總結(jié)與展望/102第6章原核生物的轉(zhuǎn)錄及轉(zhuǎn)錄調(diào)控/1046.1原核生物RNA聚合酶/1046.2原核生物啟動(dòng)子/1066.3原核生物的轉(zhuǎn)錄起始、延伸和終止/1066.4原核生物基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控/109第7章真核生物的轉(zhuǎn)錄/1167.1RNA聚合酶/1167.2RNA聚合酶Ⅰ/1197.3RNA聚合酶Ⅲ/1217.4RNA聚合酶Ⅱ/125第8章真核生物的轉(zhuǎn)錄調(diào)控/1318.1真核生物與原核生物轉(zhuǎn)錄調(diào)控的區(qū)別/1318.2真核生物轉(zhuǎn)錄調(diào)控的順式作用元件/1328.3轉(zhuǎn)錄因子/1348.4真核基因轉(zhuǎn)錄與表觀(guān)遺傳調(diào)控/1408.5DNA水平的真核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控/149第9章RNA加工與轉(zhuǎn)錄后調(diào)控/1549.1RNA的加工/1549.2RNA轉(zhuǎn)錄后調(diào)控/167第10章蛋白質(zhì)翻譯與合成/17310.1蛋白質(zhì)翻譯所需的基本元件/17310.2遺傳密碼/17810.3蛋白質(zhì)的翻譯/18410.4蛋白質(zhì)翻譯水平的調(diào)控/19010.5蛋白質(zhì)翻譯后調(diào)控/19110.6蛋白質(zhì)翻譯與表觀(guān)遺傳調(diào)控/195第11章表觀(guān)遺傳與疾病/19811.1表觀(guān)遺傳與腫瘤/19811.2表觀(guān)遺傳與衰老/20311.3表觀(guān)遺傳與心血管疾病/20611.4表觀(guān)遺傳與其他疾病/21111.5總結(jié)與展望/213第12章分子與表觀(guān)遺傳學(xué)研究技術(shù)/21512.1質(zhì)粒與載體/21512.2基因克隆/21912.3基因編輯/22312.4表觀(guān)遺傳學(xué)研究技術(shù)/232參考文獻(xiàn)/241彩圖/257