《分子生物學實驗》分為分子生物學實驗技術及原理、分子生物學實驗及分子生物學軟件應用三篇。第二篇分子生物學實驗內容包括DNA操作實驗、RNA操作實驗、蛋白質研究相關實驗、基因表達與調節實驗、轉基因實驗、細胞研究實驗。各個實驗章節的編排盡量按實驗目的、實驗原理、實驗器材/試劑、實驗步驟、實驗結果、注意事項和思考題統一格式。《分子生物學實驗》注重所述實驗方法的常用性與先進性,同時注重語言的簡潔性與條理性,以保證實驗方法的可操作性。
《分子生物學實驗》適用于高等醫藥院校基礎、臨床、預防和口腔醫學等專業本科生,以及生物技術、生物科學、藥學、醫學檢驗、衛生檢驗和護理等專業本科生。同時可以作為生物醫學專業研究生和從事生物醫學研究的科技工作者的分子生物學實驗參考用書。
1865年孟德爾(Mendel)遺傳因子假說的提出、1909年約翰遜(Johannsen)基因概念的引入、1944年艾弗里(Avery)DNA就是遺傳物質的確定、1952年富蘭克林(Franklin)DNA晶體X線衍射圖譜的獲得,加上沃森(Watson)與克里克(Crick)天才的想象力,1953年,DNA雙螺旋結構模型被提出,從而開啟了生命科學研究的又一里程碑,揭開了分子生物學——一門從生物大分子結構和功能水平上闡述生命現象及其本質新學科的序幕。如果說DNA雙螺旋結構的提出只是分子生物學的萌芽,那么1958年遺傳信息傳遞中心法則的提出、1972年DNA重組技術的建立、1983年PCR技術的發明、1998年RNA干擾現象的發現及技術體系的應用、2006年誘導多能干細胞的問世等一系列重大理論與技術發現,則持續催生使其蓬勃生長成今天生命科學學科中的參天大樹,并還在以旺盛的生命力不斷發展。
縱觀分子生物學發展歷程,理論與技術相輔相成,相互促進,如羽之雙翼、車之雙輪。今日分子生物學技術已經滲透到生命科學領域的各個學科,并且已經走進我們每一個平常人的日常生活,如各種轉基因食品已經擺上了我們的餐桌,就醫學而言,分子生物學技術已經貫穿于醫學研究和臨床疾病防治的各個環節。在醫學研究領域,傳統的整體和細胞水平研究已全面深入到分子水平研究。這可以從諾貝爾獲獎者名單中得到證實,自20世紀60年代以來,諾貝爾生理學或醫學獎中約有2/3的獲獎是因為在分子生物學理論與技術方面取得重要突破,或是利用分子生物學技術在某些生物醫學領域取得重要突破。這也可以從我國各類科學研究基金申請中得到證實,歷年來生物醫學方面獲得資助的項目已經很少不涉及應用分子生物學技術。在疾病診斷方面,以PCR技術為主的基因診斷技術在遺傳性疾病、感染性疾病和腫瘤性疾病等方面展示出廣泛的應用前景。在疾病治療方面,目前主要以各種病毒為載體的基因治療取得了積極進展,并將有望從根本上根除某些疾病,如糖尿病等;利用基因工程技術生產的藥用蛋白如人源性白蛋白將解決傳統的血液提取來源不足的瓶頸。除此之外,還有基于分子生物學技術的感染性疾病病原微生物的追蹤溯源,法醫學人體標本的DNA檢測、親子鑒定。綜上所述,在掌握分子生物學理論的同時,熟悉和掌握分子生物學技術對每一個醫學生和醫學工作者而言都是非常有必要的。但必須指出的是,任何科學技術都有可能是一把雙刃劍,在我們合理應用分子生物學技術為人類健康帶來福音的同時,也必須看到和考慮到濫用分子生物學技術的安全性問題和可能帶來的倫理問題。
目前國內有關分子生物學理論的教材很多,介紹分子生物學實驗技術的也有多種,但是尚缺乏可供醫學院校本科生分子生物學實驗技術教學的教材。我們在總結長期分子生物學實驗教學經驗的基礎上,參考和借鑒已有的一些實驗技術教學內容與方法,在既考慮本科生的水平與能力,側重實用性和可操作性的同時,又考慮了分子生物學本身地發展,側重先進性和科學性,選編了部分分子生物學實驗技術,組織編寫了這本教材。
本教材使用對象定位于高等醫藥院校基礎、臨床、預防和口腔醫學等專業本科生,以及生物技術、生物科學、藥學、醫學檢驗、衛生檢驗和護理等專業本科生。同時可以作為生物醫學專業研究生和從事生物醫學研究的科技工作者分子生物學實驗參考用書。
本教材的44位編委來自10所高等院校和科研院所,他們大部分來自醫學院校,也有部分來自綜合性大學的生命科學學院或生物工程學院。教材的整體設計過程得到了三位副主編的鼎力相助,各位編委結合自己的分子生物學實驗教學經驗盡心完成每一章的編寫工作,同時也引用了部分國內外公開發表的文獻和專著內容,以盡量提高編寫質量,在此謹對原作者表示衷心感謝。南華大學生物化學與分子生物學教研室張敏博士擔任本教材的編寫秘書工作,為教材的最終完成做出了很大貢獻。本教材的編寫得到了科學出版社、南華大學醫學部、南華大學醫學院、南華大學心血管疾病研究所/動脈硬化學湖南省重點實驗室和南華大學生物化學與分子生物學教研室、南華大學生物化學與分子生物學實驗中心的大力支持,在此謹表衷心的感謝。還有一批為本教材編寫工作作出貢獻的人士在此一并表示衷心的感謝。
本教材雖然在編寫過程中由編委分頭執筆完成初稿后,進行了互審,后又進行了主編再審和編委定稿會終審,但是由于編者水平有限,加之分子生物學技術發展迅速,難免存在不足之處,敬請使用本教材的師生和科技工作者批評指正。
劉錄山 龍石銀
2016年12月
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第一篇 分子生物學實驗技術及原理
第一章 常用工具與方法
第一節 載體
第二節 常用工具酶
第三節 電泳
第二章 核酸操作技術
第一節 DNA的定性和定量分析
第二節 RNA的定性和定量分析
第三節 DNA重組技術
第四節 核酸文庫構建
第三章 蛋白質研究技術
第一節 蛋白質分離與純化
第二節 蛋白質定量
第三節 蛋白質免疫印跡
第四節 流式細胞分析技術
第五節 免疫共沉淀
第四章 基因功能研究相關技術
第一節 基因表達與調節
第二節 轉基因技術
第三節 基因敲除
第四節 基因沉默
第五章 細胞研究技術
第一節 細胞培養
第二節 細胞凋亡的檢測
第二篇 分子生物學實驗
第六章 DNA操作實驗
實驗一 質粒DNA的微量快速提取
實驗二 外周血白細胞DNA的微量快速提取(離心柱法)
實驗三 質粒DNA的酶切與鑒定
實驗四 聚合酶鏈反應技術(PCR)
實驗五 DNA序列測定(雙脫氧測序銀染法)
實驗六 DNA印跡雜交技術(Southern印跡法)
實驗七 DNA重組與鑒定
實驗八 克隆化DNA的定點突變實驗
第七章 RNA操作實驗
第八章 蛋白質研究相關實驗
第九章 基因表達與調節實驗
第十章 轉基因實驗
第十一章 細胞研究實驗
第三篇 分子生物學軟件應用
第十二章 PCR引物設計及相關軟件使用
第十三章 核酸序列分析與預測
第十四章 蛋白質序列分析與結構預測
第十五章 科研論文中的圖片處理
第十六章 EndNote軟件的安裝及其工醫學文獻管理和科研寫作中的應用
參考文獻
附錄
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