지은이 소개 III
지은이 머리말 IV
옮긴이 소개 VII
차 례 VIII
1부 서 론
1 장 분자생물학사 1
1.1 전달유전학 2
(1) 멘델의 유전법칙 2
(2) 유전의 염색체설 3
(3) 유전자 재조합과 유전자지도 작성 4
(4) 재조합에 대한 물리적 증거 5
1.2 분자유전학 5
(1) DNA의 발견 5
(2) 유전자와 단백질의 상호관계 6
(3) 유전자의 작용 7
1.3 생명체의 세 가지 영역 9
2 장 유전자의 분자 특성 12
2.1 유전물질의 본체 13
(1) 박테리아의 형질전환 13
(2) 폴리뉴클레오티드의 화학적 특성 15
2.2 DNA 구조 19
(1) 실험적 배경 19
(2) 이중나선 구조 19
2.3 RNA로 구성된 유전자 22
2.4 핵산의 물리화학 23
(1) DNA 구조의 다양성 23
(2) 다양한 크기와 형태의 DNA 26
3 장 유전자 기능의 개요 30
3.1 정보의 저장 31
(1) 유전자 발현의 개요 31
(2) 단백질의 구조 31
(3) 단백질의 기능 35
(4) 전령 RNA의 발견 37
(5) 전 사 39
(6) 번 역 41
3.2 복 제 44
3.3 돌연변이 45
(1) 낫형 세포병 45
2부 분자생물학 방법론
4장 분자 클로닝 방법 49
4.1 유전자 클로닝 방법 50
(1) 제한효소의 기능 50
(2) 벡 터 52
(3) 특이 탐침을 이용한 특이 클론 식별법 60
(5) cDNA 말단의 급속증폭법 63
4.2 중합효소 연쇄반응 63
(1) 표준 PCR 방법 64
(2) cDNA 클로닝을 위한 RT-PCR의 이용 65
중점설명 4.1 쥬라기 공원: 그저 환상일 뿐인가? 66
(3) 실시간 PCR 67
4.3 클론된 유전자의 발현 방법 67
(1) 발현벡터 67
(2) 기타 진핵세포용 벡터 73
(3) Ti 플라스미드를 이용해 유전자를 식물에 도입하는 방법 74
5장 유전자와 유전자 활성 연구를 위한 분자 도구 77
5.1 분자 분리 78
(1) 젤 전기영동 78
(2) 2차원 젤 전기영동 80
(3) 이온-교환 크로마토그래피 81
(4) 젤 여과 크로마토그래피 82
(5) 친화성 크로마토그래피 82
5.2 표지추적자 83
(1) 자기방사법 83
(2) 인영상화법 84
(3) 액체섬광계수법 85
(4) 비방사성 추적자 85
5.3 핵산 잡종화의 이용 85
(1) 서던블롯: 특정 DNA 절편의 동정 85
(2) DNA 핑거프린팅과 DNA 타이핑 87
(3) DNA 핑거프린팅과 DNA 타이핑의 법의학적 이용 88
(4) 면역블롯(웨스턴블롯) 89
(5) DNA 서열분석 90
(6) 제한효소 지도작성 93
(7) 클로닝된 유전자를 이용한 단백질 공학: 위치지정 돌연변이 96
5.4 전사체 지도작성 및 정량화 98
(1) 노던블롯 98
(2) S1 지도작성법 99
(3) 프라이머 신장 101
(4) 런-오프 전사와 G-부재 카세트 전사 102
5.5 생체 내 전사 속도의 측정 103
(1) 핵의 런-온 전사 103
(2) 보고유전자의 전사 103
(3) 생체 내 단백질 축적의 측정 106
5.6 DNA-단백질 상호작용 분석 106
(1) 필터 결합법 106
(2) 젤 이동성 변화 107
(3) DNase 풋프린팅 107
(4) DMS 풋프린팅과 기타 풋프린팅 108
5.7 다른 분자와 상호작용하는 RNA 서열 발견 110
(2) 기능체 SELEX 110
5.8 유전자 제거 110
3부 원핵생물의 전사
6장 원핵생물의 전사기작 116
6.1 RNA 중합효소의 구조 117
(1) 특이 인자로서의 시그마(s) 117
6.2 프로모터 118
(1) RNA 중합효소와 프로모터의 결합 119
(2) 프로모터의 구조 120
6.3 전사개시 122
(1) s-인자의 기능 123
(2) a-인자의 구조 131
(3) a-소단위체에 의한 활성증진 요소의 인지 134
6.4 신 장 136
(1) 핵심중합효소의 신장 과정에서의 기능 137
(2) 신장 복합체의 구조 142
6.5 전사종결 152
(1) Rho-비의존적 전사종결 152
(2) Rho-의존적 전사종결 156
7장 오페론: 원핵생물 전사의 세부 조절 163
7.1 lac 오페론 164
(1) lac 오페론의 음성적 조절 165
(2) 오페론의 발견 166
(3) 억제인자와 작동자의 상호작용 169
(4) 억제기작 169
(5) lac 오페론의 양성적 조절 172
(6) CAP의 작용기작 173
7.2 ara 오페론 177
(1) ara 오페론의 억제고리 177
(2) ara 오페론의 억제고리에 대한 증거 179
(3) araC의 자가조절 181
7.3 trp 오페론 181
(1) trp 오페론의 음성적 조절에서 트립토판의 역할 182
(2) trp 오페론의 전사약화에 의한 조절 182
(3) 전사약화 와해기작 184
7.4 리보스위치 185
8장 원핵생물 전사의 주요 전환 191
8.1 s-인자 전환 192
(1) 파지 감염 192
(2) 포자형성 193
(3) 다중 프로모터를 갖는 유전자 195
(4) 다른 s의 전환 196
8.2 T7 파지에서 암호화된 RNA 중합효소 197
8.3 l 파지의 대장균 감염 197
(1) l 파지의 용균성 번식 198
(2) 용원성의 확립 204
(3) 용원성 상태에서 cI 유전자의 자가조절 206
(4) l 감염으로 인한 용균성 또는 용원성의 결정 210
(5) 용원균의 유도 211
9장 원핵생물에서 DNA와 단백질의 상호작용 215
9.1 l 억제인자 가족 216
(1) 위치지정 돌연변이에 의한 결합 특이성 규명 216
중 점 설 명 9.1 X-선 결정분석 217
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목차
출판사 제공 책 소개
이 책은 대다수 학생에게 복습 과정이 될 수 있는 4개의 장으로 시작하고 있다. 1장은 유전학의 개략적인 역사에 대한 언급이고, 2장은 DNA 구조와 화학적 특성, 3장은 유전자 기능의 개요, 그리고 4장은 유전자 클로닝의 근본 바탕을 다룬다. 이 모든 것은 분자생물학을 수강하는 대부분의 학생들이 이미 유전학 개론에서 배운 내용들이다. 그러나 여전히 분자생물학 관련의 전공 학생들은 이런 개념을 좀 더 잘 이해할 필요가 있기에 여기에 포함시킨 것이다. 나는 강의 시간에 이 장을 따로 다루지는 않는다. 대신 학생들이 그런 주제에 대해 좀 더 많은 공부를 하길 원한다면 이 장들을 살펴보라고 권고한다. 이 장들은 다른 교과서보다 훨씬 쉬운 수준으로 기술하였다. 사실 이 부분은 유전학 교과서로부터 많은 내용을 발췌한
것이다.
5장은 분자생물학자들이 사용하는 여러 가지 실험 기법에 대해 다루었다. 이 책에 서술된 모든 기법을 한 장에 포함하는 것은 불가능하므로 가장 대표적인 기법이나 다른 곳에서는 언급되지 않은 중요한 기법을 포함시키려고 노력하였다. 내가 이 과목을 강의할 때 5장에 언급되지 않은 새로운 기법이 5장 이후의 장들에서 처음 나올 때는 그것에 대해서 학생들에게 설명해준다. 나는 실험 기법만을 지속적으로 설명함으로써 학생들을 지루하게 만드는 것을 피하기 위해 이 방법을 택하였다. 또한 어떤 실험 기법 뒷면에 숨겨진 개념이 다소 겉멋만 강조하는 느낌을 줄 때도 있으나, 실제로 중요한 것은 학생들이 분자생물학을 보다 잘 소화해야만 학문에 대한 올바른 인식이 점점 더 깊어진다는 것이다. 6~9장은 박테리아의 전사 과정을 다룬다. 6장은 프로모터, 종결자, 그리고 RNA 중합효소를 포함한 기본 전사 기구를 소개하면서, 전사체가 어떻게 개시되고 성장하며 종결되는지를 보여준다. 7장은 4개의 서로 다른 오페론에서의 전사조절을 다루며, 8장에서는 세균과 파지가 s-인자의 종류를 달리함으로써 어떻게 전사를 조절하는지 설명한다. 9장은 박테리아의 DNA 결합단백질(특히 나선-선회-나선 단백질)과 그 표적 DNA 간의 상호작용을 다룬다. 10~13장은 진핵세포의 전사조절을 설명한다. 10장은 세 종류의 진핵세포 RNA 중합효소와 그들이 인식하는 프로모터를 다루고, 11장은 그 3개 RNA 중합효소와 공조하는 보편전사인자를 소개하며, 3개 중합효소에 의해 수행되는 전사 과정에 참여하는 TATA 상자 결합단백질의 중요성을 강조한다. 12장은 유전자 특이적 전사 조절인자 또는 활성인자의 기능을 설명한다. 이 장에서는 또한 몇몇 대표적인 활성인자의 구조를 설명하며 그들이 어떻게 DNA와 상호작용하는지를 보여준다. 13장은 진핵세포 염색질 구조를 설명하며 활성인자가 전사억제나 촉진을 위해 히스톤과 어떻게 상호작용하는지를 보여준다. 14~16장은 진핵세포에서 일어나는 전사 후 과정의 일부를 소개한다. 14장은 RNA 스플라이싱을, 15장은 캡 형성과 아데닐산 중합반응, 그리고 16장은 rRNA, tRNA 공정과정, 트랜스 스플라이싱과 RNA 편집 과정 등의 흥미로운 전사 후 사건을 소개한다. 이 장에서는 ① RNA 간섭, ② (트랜스페린 수용체 유전자를 주로 예로 들어) mRNA 안정성의 조절, ③ 마이크로 RNA에 의한 조절 등 유전자 발현의 전사 후 조절에 관한 세 가지 종류를 기술하였다. 17~19장은 박테리아와 진핵세포 모두에서 발견되는 단백질 해독 과정을 다룬다. 17장은 해독의 개시 과정을, 18장은 폴리펩티드가 어떻게 연장되는지 박테리아를 모델로 한 기작을 설명한다. 19장은 번역 작업의 주요 구성원인 리보솜과 tRNA의 구조 및 기능을 상세하게 다룬다. 20~23장은 DNA 복제, 재조합, 전이 등에 대해 기술하였다. 20장에서는 DNA 복제와 회복에 관한 기본적인 기작과DNA 중합효소를 포함하는 복제에 관련된 단백질에 대해 소개한다. 21장에서는 원핵생물과 진핵생물에서 DNA 복제 과정 중 개시, 신장, 종결 단계에 대해 자세히 다룬다. 22, 23장에서는 세포에서 자연스럽게 나타나는 DNA 재배열에 대해 알아본다. 특히 22장은 상동재조합에 대해, 23장은 부위-특이적인 재조합과 전이에 대해 다루었다. 24장은 유전체학, 단백질체학, 생물정보학의 개념을 설명하고 있다. 이 장은 헌팅턴 병 유전자의 위치클로닝에 관한 고전적인 방법으로 시작하여 사람과 다른 생물의 유전체를 가지고
위치클로닝을 수행하는 비교적 쉬운 방법을 비교하고 있다.