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目次

第1章 細胞そしてその先へ:分子生物学の世界

  1.1 はじめに

  1.2 生物学における顕微鏡の不可欠な役割

  1.3 顕微鏡により明らかにされた細胞やウイルスの微細構造

  1.4 超高分解能:分子レベルの生物学

  1.5 分子遺伝学:分子生物学のもう一つの側面

  Box1.1 放射線

  Box1.2 界とドメイン

第2章 古典遺伝学から分子遺伝学へ

  2.1 はじめに

  2.2 古典遺伝学と形質遺伝の法則

  2.3 分子遺伝学につながる大きな進歩

  2.4 モデル生物

  Box2.1 古典遺伝学をつくった2人の並外れた科学者

  Box2.2 有性生殖,体細胞分裂,そして減数分裂

  Box2.3 鎌状赤血球貧血:分子遺伝学への手掛かり

  Box2.4 細胞の解析や仕分けのためのフローサイトメトリー

第3章 タンパク質

  3.1 はじめに

  3.2 タンパク質の構造

  3.3 ポリペプチド鎖の中の構造の階層

  3.4 タンパク質はどのように折りたたまれるのか

  3.5 タンパク質はどのように壊されるのか

  3.6 プロテオームとタンパク質相互作用ネットワーク

  Box3.1 スベドベリ,超遠心,巨大タンパク質分子

  Box3.2 電気泳動:一般的原理

  Box3.3 電気泳動:タンパク質電気泳動の技術

第4章 核酸

  4.1 はじめに

  4.2 核酸の化学構造

  4.3 DNAの物理構造

  4.4 RNAの物理構造

  4.5 遺伝情報の一方向の流れ

  4.6 核酸の研究で用いられる実験手法

  Box4.1 DNAは遺伝情報の運搬体である:Griffith,およびAvery,MacLeod,McCartyの実験

  Box4.2 ハーシー・チェイスの実験

  Box4.3 DNAの構造とFranklin,Watson,Crick

第5章 組換えDNA:原理と応用

  5.1 はじめに

  5.2 組換えDNA分子の構築

  5.3 クローニングベクター

  5.4 ベクターとしての人工染色体

  5.5 組換え遺伝子の発現

  5.6 宿主細胞への組換えDNAの導入

  5.7 ポリメラーゼ連鎖反応と部位特異的変異導入

  5.8 ゲノム全体の塩基配列決定

  5.9 真核生物の遺伝物質を操作する

第6章 タンパク質-核酸相互作用

  6.1 はじめに

  6.2 DNA-タンパク質相互作用

  6.3 RNA-タンパク質相互作用

  6.4 タンパク質-核酸相互作用の研究

  Box6.1 フィルター膜結合

  Box6.2 DNAアフィニティークロマトグラフィー

  Box6.3 バンドシフト法

  Box6.4 DNAフットプリント法

  Box6.5 タンパク質で誘導されるDNAの屈曲

第7章 遺伝暗号,遺伝子,ゲノム

  7.1 はじめに

  7.2 遺伝子:遺伝情報を貯蔵する核酸

  7.3 遺伝暗号におけるタンパク質配列とDNA配列の関係

  7.4 真核生物で見つかった驚きの知見:イントロンとスプライシング

  7.5 遺伝子についてのより広範で新しい視点

  7.6 全ゲノムの比較がもたらす新しい進化の視点

  Box7.1 天才Francis Crick

  Box7.2 遺伝暗号を解説する

  Box7.3 より詳しい説明:ヒトY染色体とSRY遺伝子

第8章 遺伝物質の物理構造

  8.1 はじめに

  8.2 ウイルスと細菌の染色体

  8.3 真核生物のクロマチン

  8.4 高次クロマチン構造

  8.5 有糸分裂期染色体

  Box8.1 クロマチンの発見

  Box8.2 クロマチンのヌクレオソーム構造の発見

  Box8.3 多様な方法を用いた真核生物クロマチンの物理構造の解析

  Box8.4 有糸分裂期染色体:Ulrich Laemmliの功績

第9章 細胞の転写

  9.1 はじめに

  9.2 転写の概要

  9.3 RNAポリメラーゼと転写触媒作用

  9.4 細菌における転写の仕組み

  Box9.1 分子運動と熱力学第二法則

  Box9.2 単分子解析による転写研究

  Box9.3 RNAポリメラーゼの発見

  Box9.4 抗生物質:細菌の転写の阻害

第10章 真核生物の転写

  10.1 はじめに

  10.2 RNAポリメラーゼⅡによる転写

  10.3 RNAポリメラーゼⅠによる転写

  10.4 RNAポリメラーゼⅢによる転写

  10.5 真核生物の転写:広域性と空間的な組織化

  10.6 真核生物の転写研究法

  Box10.1 真核生物転写の分子機構の解明:酵母PolⅡストーリー

  Box10.2 ヒトゲノムの機能についてENCODE計画から学んだこと

  Box10.3 転写開始部位をマッピングするために使用される方法

第11章 細菌の転写制御

  11.1 はじめに

  11.2 転写制御に関する一般的仮説

  11.3 転写の特異的制御

  11.4 細菌の生理機能にとって重要なオペロンの転写制御

  11.5 細菌における他の遺伝子制御方式

  11.6 細菌における遺伝子発現の協調

  Box11.1 Lacリプレッサーの発見:予期せぬ結果の真価

  Box11.2 シークエンスロゴ

  Box11.3 相変異による細菌病原性の制御

第12章 真核生物の転写制御

  12.1 はじめに

  12.2 転写開始の制御:制御領域と転写因子

  12.3 転写伸長の制御

  12.4 転写制御とクロマチンの構造

  12.5 ヒストン修飾とヒストンバリアントによる転写の制御

  12.6 DNAメチル化

  12.7 転写制御における長鎖ncRNA

  12.8 転写制御配列の活性を測定する方法

  Box12.1 メチル化CpG結合タンパク質2とレット症候群

第13章 ヒトゲノムの転写制御

  13.1 はじめに

  13.2 ENCODEの基本概念

  13.3 制御配列要素

  13.4 ENCODEがもたらしたクロマチン構造に関する具体的な発見

  13.5 遺伝子発現制御に対するENCODEの洞察力

  13.6 ENCODEの全体像

  Box13.1 より詳しい説明:FAIRE法,制御領域をゲノムワイドに分離する手法

  Box13.2 より詳しい説明:5C法,ゲノムワイドな染色体結合をゲノムに対応づけるための大規模並列解決法

  Box13.3 より詐しい説明:DNAメチル化パターンはゲノム規模でどのように研究されるのか

第14章 RNAプロセシング

  14.1 はじめに

  14.2 tRNAとrRNAのプロセシング

  14.3 真核生物のmRNAプロセシング:末端の修飾

  14.4 真核生物のmRNAプロセシング:スプライシング

  14.5 スプライシングと選択的スプライシングの制御

  14.6 自己スプライシング:イントロンとリボザイム

  14.7 概要:mRNA分子のたどる道筋

  14.8 RNAの品質管理と分解

  14.9 小分子サイレンシングRNAの生合成と機能

第15章 翻訳に関わる分子

  15.1 はじめに

  15.2 翻訳の概要

  15.3 tRNA

  15.4 mRNA

  15.5 リボソーム

  Box15.1 RNAタイクラブとアダプター仮説

  Box15.2 アミノアシルtRNAシンテターゼは二重ふるい機構により間違ったアミノ酸を校正する:進化し続ける機構論

  Box15.3 より詳しい説明:アミノアシルtRNAシンテターゼの校正活性,翻訳精度とヒトの病気の関係

  Box15.4 非天然アミノ酸のタンパク質への組込み:遺伝暗号を拡張する

第16章 翻訳の工程

  16.1 はじめに

  16.2 翻訳の概要:速度と正確性

  16.3 タンパク質翻訳機構解明のための最新の方法

  16.4 翻訳の開始

  16.5 翻訳の伸長

  16.6 翻訳の終結

  Box16.1 翻訳の開始因子と伸長因子はがんタンパク質となる可能性がある

  Box16.2 リボソームの機能と抗生物質

  Box16.3 トウプリント法:リボソーム-mRNA複合体によるプライマー伸長阻害

第17章 翻訳の制御

  17.1 はじめに

  17.2 リボソーム数調節による翻訳の制御

  17.3 翻訳開始の制御

  17.4 真核生物mRNAの安定性と分解

  17.5 翻訳の機構

  Box17.1 ソラレン架橋法とrDNAのクロマチン構造

  Box17.2 rRNA遺伝子のプロモーター領域内のCpGジヌクレオチドのメチル化:転写との関連

  Box17.3 miRNAと糖尿病

  Box17.4 Smタンパク質とその類似体:全身性エリテマトーデスとの関連

第18章 タンパク質のプロセシングと修飾

  18.1 はじめに

  18.2 生体膜の構造

  18.3 タンパク質の生体膜透過

  18.4 プロテアーゼによるプロセシング:切断,スプライシング,分解

  18.5 側鎖の翻訳後化学修飾

  18.6 タンパク質のゲノム起源

  Box18.1 より詳しい説明:ゴルジ複合体は謎だらけ

  Box18.2 アポトーシス:生理的,細胞性,分子レベルでの展望

  Box18.3 タンパク質リン酸化とリン酸化カスケードの発見:Edmond FischerとEdwin Krebsの仕事

第19章 細菌のDNA複製

  19.1 はじめに

  19.2 すべての生物に共通なDNA複製の特徴

  19.3 細菌細胞内での複製

  19.4 細菌の複製過程

  19.5 細菌の複製の開始と終結

  19.6 ファージとプラスミドの複製

  Box19.1 メセルソン・スタールの実験

  Box19.2 岡崎フラグメントとDNA複製

  Box19.3 より詳しい説明:クランプローダーが働く仕組み

第20章 真核生物のDNA複製

  20.1 はじめに

  20.2 真核生物における複製開始

  20.3 真核生物における複製の伸長

  20.4 クロマチンの複製

  20.5 DNA末端複製問題とその解決法

  20.6 ミトコンドリアDNAの複製

  20.7 真核生物に感染するウイルスの複製

  Box20.1 複製起点のマッピング

  Box20.2 細胞周期の制御

第21章 DNA組換え

  21.1 はじめに

  21.2 相同組換え

  21.3 細菌における相同組換え

  21.4 真核生物における相同組換え

  21.5 非相同組換え

  21.6 部位特異的組換え

  Box21.1 MeselsonとWeigleの実験

  Box21.2 間期細胞核におけるゲノムの高次構造:それは干し草の山から針を見つけるのを助けるか

  Box21.3 ホリデイ構造とは何か,そしてそれはどのように解消されるのか

第22章 DNA修復

  22.1 はじめに

  22.2 DNA損傷のタイプ

  22.3 DNA修復の経路と機構

  22.4 損傷乗越え合成

  22.5 クロマチンはDNA修復において積極的な役割を果たす

  22.6 概要:生命におけるDNA修復の役割

  Box22.1 DNA修復研究初期の簡単な歴史

  Box22.2 DNA損傷に対する応答の欠陥は老化を促進するか

  Box22.3 より詳しい説明:MRE11-RAD50-NBS1複合体遺伝子の変異は遺伝病と関連している

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