合成基因组学

全书共9章，包括DNA与生命、DNA的结构、DNA化学合成技术、DNA酶法合成技术、DNA胞外拼装方法、胞内组装与转移、DNA测序技术、基因编辑技术和人工合成基因组。重点介绍了合成基因组学的理论和技术，包括基因的设计、合成、编辑及修饰技术，仪器设备及应用等相关技术。

第1章DNA与生命1
第2章DNA的结构7
一、DNA的组成7
（一）碱基7
（二）戊糖8
（三）脱氧核苷8
（四）脱氧核苷酸8
二、DNA的结构8
（一）DNA的一级结构9
（二）DNA的二级结构9
（三）DNA的三级结构12
三、DNA的理化性质12
（一）DNA的酸碱性质12
（二）DNA的溶解性与黏度13
（三）DNA的紫外吸收13
（四）DNA的变性、复性13
四、DNA的生物合成14
（一）DNA的复制方式14
（二）DNA复制所需要的酶及蛋白15
（三）DNA的复制过程18
第3章DNA化学合成技术22
一、DNA化学合成的发展历程22
二、DNA柱法合成23
（一）合成23
（二）切割和脱保护25
（三）后处理25
（四）存在的问题27
三、寡核苷酸微阵列原位合成27
（一）光刻法29
（二）电化学阵列技术31
（三）喷墨法33
（四）DNA微阵列芯片33
四、DNA微流控合成法36
（一）微流控合成器36
（二）微阀阵列36
（三）毛细管内合成法37
五、μParaflo技术38
第4章DNA酶法合成技术43
一、无模板DNA合成43
二、末端转移酶44
（一）酶的结构44
（二）生理功能和应用45
（三）催化性质45
三、合成策略选择46
（一）研究重点46
（二）阻断3′-OH成键位点46
（三）空间位阻效应50
四、优势和挑战52
第5章DNA胞外拼装方法55
一、基于连接酶的拼装策略55
二、基于性核酸内切酶的拼装策略56
（一）BioBrick拼装法57
（二）iBrick拼装法59
（三）C-Brick拼装法59
（四）GoldenGate拼装法60
三、基于末端互补序列的聚合酶拼装策略61
（一）聚合酶逐级拼装法61
（二）重叠延伸PCR63
（三）环形聚合酶延伸法63
（四）SLiC拼装法64
四、Gibson拼装法65
五、DNA拼装中纠错68
六、DNA拼装后纠错68
（一）错配结合蛋白MutS69
（二）错配切割酶70
（三）定点诱变技术71
第6章胞内组装与转移76
一、大肠杆菌的胞内组装76
（一）RecA重组系统76
（二）Red/ET重组系统77
二、酿酒酵母的胞内组装78
（一）酵母转化耦联重组技术78
（二）DNAAssembler79
（三）CasHRA技术80
（四）SwAP-In技术80
（五）染色体减数分裂交叉互换分级组装82
三、合成染色体的转移84
（一）阳离子脂质体法84
（二）显微注射法85
（三）电转化法85
（四）PEG介导的细胞融合法86
第7章DNA测序技术89
一、DNA测序技术的建立89
二、第一代DNA测序技术89
（一）Sanger/链终止测序法89
（二）化学降解法91
（三）荧光自动检测技术92
三、第二代DNA测序技术93
（一）454焦磷酸测序技术93
（二）Solexa测序技术94
（三）SOLiD测序技术96
（四）华大智造DNB-seq测序技术99
四、第三代DNA测序技术101
（一）tSMS测序技术101
（二）SMRT测序技术102
（三）纳米孔测序技术103
第8章基因编辑技术107
一、锌指核酸酶技术107
（一）ZFN技术的诞生107
（二）ZFN的结构108
（三）ZFN基因编辑机制109
（四）ZFN的设计策略110
（五）ZFN技术的缺点111
二、转录激活因子效应物技术111
（一）TALEN技术的诞生112
（二）TALE结构域112
（三）TALEN作用机制113
（四）TALEN的设计策略114
（五）TALEN的优势与局限115
三、CRISPR/Cas系统116
（一）CRISPR/Cas技术的诞生116
（二）CRISPR/Cas系统结构116
（三）CRISPR/Cas系统工作原理118
第9章人工合成基因组123
一、人工合成病毒基因组123
（一）人工合成脊髓灰质炎病毒124
（二）人工合成φX174噬菌体基因组124
二、人工合成原核生物基因组125
（一）人工合成生殖支原体基因组126
（二）人工合成蕈状支原体基因组控制的细胞127
（三）人工合成最小基因组128
（四）人工重编码大肠杆菌基因组129
（五）人工合成大肠杆菌基因组131
三、人工合成酵母基因组132
（一）酿酒酵母基因组结构特点132
（二）人工合成酵母基因组计划的产生及意义133
（三）人工合成酵母基因组设计原则134
（四）Sc2.0目前取得的成果134