DNA科学是一门建立在生命分子基础上的科学。本书是冷泉港实验室出版社出版的《DNA Science：A First Course》第二版的中文翻译版，介绍了学科发展中的重要人物和他们做的一些重要实验，深入浅出阐释实验技术，展示了现今研究的最前沿，让读者深入了解当今的实验技术。主要内容包括：遗传学的基本原理，DNA 的结构和功能，基因调控；小规模及大规模的 BNA 分析技术，研究单基因的现代技术，全基因组分析的现代方法；癌症的 DNA 科学原理，DNA 科学在人类遗传和进化中的套用，人类物种形成问题等等。本书所包含的思想和技术是 DNA 实验操作中必需的、最基本的思想和技术，藉助本书能正确地预见和阐释在未来很多年里科学发展的主流趋势。本书也是初次探索生命分子的人手中一张简单的地图。

DNA科学是建立在生命分子基础上的科学，《DNA科学导论》就是一本将这门科学生动地介绍给学生的书。它不仅仅是罗列事实，而且是进一步让学生深入了解当今的实验技术，介绍学科发展中的重要人物和他们做的一些重要实验。而採用实验技术经检验证明是、最好的，并且是在教学实验中套用最为广泛的基因操作技术。分子生物学和发育生物学家David Crotty也为新版提供了许多资料和深刻见解。

书评

1988年吉姆·沃森（Jim Watson）在冷泉港的一次午餐时，提出了“DNA科学”（DNA science）一词。对吉姆而言那不过是日常的、无意的评论——到那时他从事DNA研究差不多已经40年了。但对我们而言则是听者有意，因为这个词恰到好处地概括了我们想向学生介绍的新的DNA世界——一门建立在生命分子基础上的科学和一本将这门科学生动地介绍给学生的书。
在本书的第二版中，我们沿用了第一版中深入浅出的说明文字讲解屡经验证的实验技术的成功套路。我们保留了第一版中基本的实验顺序安排，即先介绍DNA的限制酶切、转化、分离和分析，然后介绍如何套用这些技术来构建分析一个简单的DNA重组分子。我们在新版里避免对实验技术进行过多的修改，因为这些实验技术经检验证明的是最好的，并且是在教学实验中最为广泛的基因操作技术。
新版虽然保留了第一版中一些经典的实验方法，但对全书文字比例进行了大幅度的调整，增加了200多页的新内容，展示了现今研究的最有沿。本书不仅仅是罗列事实，而且是进一步让学生深入了解当今的实验技术，介绍学科发展中的重要人物和他们做的一些重要实验。分子生物学和发育生物学家David Crotty也为新版提供了许多资料和深刻见解。
儘管从第一版付梓至今，生物学有了很大的发展，但本书所包含的思想和技术是DNA实验操作中必需的、最基本的思想和技术。儘管当前分子生物学研究越来越依靠测序仪和基因晶片，然而凝胶电泳仍然是初学者初登DNA殿堂的必经之路。虽然高等生物实验材料在实验中越来越受重视，但是只要有温箱等简单的设备，以及花费几个小时，低等的大肠桿菌仍能对生物学研究有所裨益。
与第一版的初衷相同，我们希望第二版的《DNA科学导论》能正确地预见和阐释在未来很多年里科学发展的主流趋势。我们希望《DNA科学导论。成为初次探索生命分子的人手中一张简单的地图。
——D.A.米克勒斯（David A.Micklos），冷泉港实验室Dolan DNA学习中心执行主任
——G.A.弗里尔（Greg A.Freyer），Mailman公共卫生学院医学环境卫生学副教授
哥伦比亚大学临床医学院解剖学和细胞生物学副教授

作者：（美国）D.A.米克勒斯 G.A.费里尔

译者序

前言

致谢
第一章 如何得知DNA是遗传物质/3
第二章 如何了解DNA的功能/32
第三章 基因调控/56
第四章 DNA科学的基本工具和技术/86
第五章 重要基因的鉴别和表达/113
第六章 全基因分析的现代方法/152
第七章 癌症的DNA科学原理/182
第八章 DNA科学在人类遗传学和进化研究中的套用/214
实验教程篇
实验室安全操作和国家卫生研究院安全条例/265
实验一 称量、微量移液和来菌消毒技术/268
实验二 细菌的培养技术/276
实验三 DNA的限制性内切核酸酶分析/292
实验四 DNA甲基化对限制性内切核酸酶反应的影响/310
实验五 质粒DNA快速转化大肠桿菌的方法/319
实验六 抗生素抗性酶的分析/330
实验七 GFP重组体的纯化和鉴定/338
实验八 质粒DNA的纯化和鉴定/346
实验九 具有抗生素抗性基因的重组/361
实验十 重组DNA转化大肠桿菌/370
实验十一 影印培养鉴定大肠桿菌菌落/381
实验十二 纯化和鉴定重组DNA/386
答案与讨论/400
附录1 仪器、耗材与试剂/413
附录2 培养基、试剂、贮存液的配製
附录3 pAMP、pKAN、pBLU、pGREEN及λ噬菌体的限制酶切图谱/434
附录4 注意事项/439
索引/444

书摘的测序工作团队都宣布大约35000个基因数目时，几乎所有的人都觉得很诧异。这引出了一个很明显的问题：人类基因总数怎幺会不到微小生物线虫基因数(19 099个基因)的2倍。初次公布之后，另有一些研究认为人类基因总数要大于这个数字，大约50000个。蛋白质编码序列总数相应地也从原来认为的占基因组5%下降到少于1.5%。在过去30年中，虽然对人类基因组非编码部分的认识已增加不少，但99%的人类基因组序列是不编码基因的事实还是让许多人迷惑不解。
一般公众和大多数科学家关注的是人类基因组计画发现的基因。命名和认识所有这些基因将大大提高对人体细胞工作方式的了解，特别是对各种疾病在分子水平上的认识的帮助。到目前为止，人类已知的几千个遗传性疾病中只有一小部分的致病基因被鉴定出来。测序和描绘这些疾病基因图谱将为诊断提供方便，对它们的蛋白产物进行详细的生化研究将有助于提高疗效。使人的生活更健康并且如预测的那样更幸福是人类基因组计画的现实意义。但大量的非编码DNA的存在暗示了人类基因组的有些意义存在于这些基因之间的所谓的"垃圾"之中，就如一首诗，它的某些意义存在于诗句之间。
在这一章里，我们回忆了人类基因组计画的发展过程，从一个引起争议的提议发展到世界範围内数以千计的科学家参与的合作研究。接着我们对确定和组装DNA序列的实验室方法，发现和比较基因的计算机方法和新的用来一次性分析数以千计基因的微阵列技术进行讨论。最后对人类基因组的基本结构，为什幺我们只有相对如此少的基因以及为什幺只有这幺少的DNA编码蛋白质这些问题进行了讨论，以此作为本章的总结。
第一节 人类基因组计画的产生
1985年在加利福尼亚大学Santa Cruz分校举行的一次会议上有人第一次提出了共同努力测出人类基因组序列的可能性。虽然这个主意引起了许多人的兴趣，但刚开始，这个提议很少有强的支持者。批评者从一开始并在正式启动这个计画之后仍然坚持他们的一系列反对意见。
大多数反对大规模测序计画的意见主要集中在以下几个关键问题上。
它对生物学有什幺用?
纵观生物学的大部分发展史，生物学是以单个研究人员加上一小群学生，以及少数几个较年轻研究伙伴和实验技术员为中心的。在20世纪80年代，一个典型的分子生物学群体平均只有十二人左右；只有成名很早的科学家才有较大的研究群体。一个鬆散的基因组计画将使得研究力量从许多单个研究机构中转移到几个大的团体里。在那个时候，学术性和商业性的生物学研究的分界还非常明显，一个大规模的研究工作当时看起来多少带有工厂化的"大科学"的味道。一句话，许多人认为基因组计画将改变生物学研究的精神。
如何资助这个计画?
当考虑人类基因组计画的花费和持续时间这些数字时，一般估计需要多达30亿美元(一个核苷酸一美元)，15年的时间。在20世纪80年代中叶，研究经费的竞争是非常尖锐的，许多生物学家因此担心一个巨大的基因组计画将把经费从已确立的研究计画以及单个研究机构中移走(图6-6)。
它是真的科学吗?
虽然从基因计画中得到的信息肯定是有意义的，但实际测序看起来像是单调的技术工作。对某些人来说，这似乎没有达到严格的并由假说推动的科学水平。Sydney Brenner曾说了一句有名的话来讽刺大规模DNA测序：大规模DNA测P152