مقدمه ناشر/ 5

پیش‌گفتار مترجمان/ 19

فصل 1: اصول بیوتکنولوژی/ 21

ظهور انقلاب بیوتکنولوژی /22

ساختار شیمیایی اسیدنوکلئیک/ 26

بسته‌بندی اسیدهای نوکلئیک/ 30

باکتری‌ها، مدلی‌های مناسبی در بیوتکنولوژی /32

ESCHERICHIA COLI، یک مدل باکتریایی /34

بسیاری از باکتری‌ها حاوی پلاسمید هستند/ 38

سایر باکتری‌ها در بیوتکنولوژی/ 41

اساس ژنتیکی سلول‎های یوکاریوتی /41

قارچ رشته‎ای و مخمر در بیوتکنولوژی /44

انواع تلاقی در مخمر و چرخه سلولی /47

موجودات چندسلولی به‎عنوان مدل‌های تحقیقاتی/ 50

CAENORHABDITIS ELEGANS، یک انگل کوچک روده/ 51

مگس سرکه مگس میوه رایج /53

ماهی زبرا، مدلی برای ژنتیک تکاملی /56

MUS MUSCULUS، موشی که از لحاظ ژنتیکی به انسان شبیه است /57

کشت سلول‎های جانوری در محیط شیشه‌ای /58

آرابیدوپسیس تالیانا، یک گیاه مدل گل‌دهنده/ 61

ویروس‌ها در تحقیقات ژنتیکی استفاده‎ می‎شوند/ 63

عوامل بیماری‌زای آلوده‌کننده ویروسی و دیگر موجودات /69

خلاصه /75

پرسش‎های پایان فص/ 77

فصل 2: RNA، DNA و پروتئین /83

قضیه اصل مرکزی در بیولوژی مولکولی/ 84

رونویسی، ژن‌ها را بیان میکند 85

ساخت( RNA )/88

سیگنال‌های پایان رونویسی/ 90

تعداد ژن‌ها در یک MRNA متفاوت است/ 90

رونویسی در یوکاریوت‌ها خیلی پیچیده است/ 92

تنظیم رونویسی در پروکاریوت‌ها/ 95

فاکتورهای سیگما پروکاریوتی، بیان ژن را کنترل‌می‌کنند/ 96

اپران لاکتوز نمونه‌ای از یک فعال‌کننده ویژه و عمومی است/ 97

کنترل مهارکننده‌ها و فعال‌کننده‌ها/ 102

تنظیم رونویسی در یوکاریوت‌ها /103

پروتئین‌های تقویت‌کننده رونویسی یوکاریوتی/107

اپیژنتیک و تنظیم (DNA )/109

MRNA یوکاریوتی قبل از ساخت پروتین پردازش‌می‌شود/ 114

ترجمه رمزهایی ژنتیکی به پروتئین/ 116

پروتئین در ریبوزوم ساخته‌می‌شود /120

در فرآیند ترجمه تفاوت‌هایی بین یوکاریوت‌ها و پروکاریوت‌ها وجوددارد/ 124

میتوکندری و کلروپلاست پروتئین‌های مورد نیاز خود را می‌سازند/ 126

خلاصه/ 128

پرسش‌های پایان فصل /130

فصل 3: تکنولوژی DNAی نوترکیب/ 135

جداسازی و خالص‌سازی( DNA )/136

الکتروفوز، قطعات DNA را براساس اندازه جدامی‌کند/ 137

آنزیمهای برشی DNA را برش و لیگاز باعث اتصال قطعات می‌شود /140

روش‌های شناسایی اسیدهای نوکلئیک /145

برچسب‌گذاری رادیواکتیو اسید نوکلئیک‌ها و اتورادیوگرافی /148

تشخیص فلوروسنتی اسیدهای نوکلئیک /150

طی همانندسازی یا تکثیر PCR می‌توان از نوکلئوتیدهای بر چسب‌دار شده فلوروسنتی به منظور درج یک برچسب فلوروسنتی در DNA استفاده‌کرد. /151

رشته‌های مکمل در قسمت‌هایی از ساختار خود ذوب و مجددا به یکدیگر متصل‌می‌شوند/ 154

هیبرید شدن DNA و RNA در سادرن بلات و نوردرن بلات /155

ویژگی‌های عمومی ناقل‌های همانه‌ساز/ 162

ویژگی‎های مفید ناقل های همسانه ‎ساز/162

ناقل‌های همسانه‎ ساز خاص/ 168

انتقال ژن‌های همسانه سازی شده به باکتری به‌وسیله ترانسفورماسیون /174

ساخت کتابخانه ژنی/ 175

غربال کتابخانه ژنی با استفاده از هیبریدیزاسیون/ 177

کتابخانه‌های بیانی یوکاریوتی/ 178

ویژگی‌های ناقل‌های بیانی/ 183

RECOMBINEERING سرعت همسانه‌سازی ژن را افزایش می‌دهد/ 187

ناقلین همسانه‌سازی (GATWAY )/190

خلاصه/ 193

پرسش‌های پایان فصل/ 195

فصل 4: سنتز DNA در محیط‎های طبیعی (IN VIVO) و درون‎شیشه (IN VITRO) /201

مقدمه /202

همانندسازی( DNA )/202

باز شدن پیچش در (DNA )/204

آغاز سنتز (DNA )/208

ساختار و عملکرد DNA پلی‌مراز/ 210

ساخت رشته پیرو /210

ترمیم جفت‌شدگی‌های ناجور بعد از همانندسازی/ 212

مقایسه همانندسازی موجودات ژنی، پروکاریوت‌ها و یوکاریوت‌ها /214

سنتز DNA در محیط درون شیشه /219

سنتز شیمیایی (DNA)/221

سنتز شیمیایی ژن‌های کامل/ 231

واکنش زنجیره پلی‌مراز از سنتز درون شیشه‌ای برای تکثیر مقادیر اندک از DNA استفاده‌می‌کند /233

تغییرات در PCR پایه/ 237

PCR ترانسکریپتاز معکوس/ 238

PCR در مهندسی ژنتیک/ 241

واکنش زنجیره‌ای پلی‌مراز توالی بازها را مشخص می‌کند/ 249

تکنولوژی‌های توالی‌یابی نسل جدید /255

خلاصه/ 262

پرسش‌های پایان فصل /264

فصل 5: تکنولوژی‌های مبتنی بر (RNA )/271

RNA غیر کدکننده نقش‌های زیادی دارد /272

RNA، یکپارچگی ژنومی در یوکاریوت‌ها را تنظیم‌می‌کند /273

RNA، ژنوم‌ها را در برابر ویروس‌های مهاجم محافظت می‌کند /279

RNA، رونویسی را تنظیم‌می‌کند/ 281

RNA آنتی‌سنس، بیان MRNA را تنظیم‌می‌کند /281

RNAآنتی‌سنس پدیده‌های زیستی متنوعی را کنترل‌می‌کند/ 283

رونوشت‌های آنتی‌سنس تشکیل هتروکروماتین را تحریک می‌کنند/ 287

کاربرد RNA آنتی‌سنس/ 289

توزیع آنتی‌سنس درمانی /294

RNA مداخله‌گر از توالی‌های آنتی‌سنس برای جلوگیری از بیان ژن استفاده‌می‌کند/ 298

RNAI در گیاهان و قارچ‌ها /302

میکرو RNAها، بیان ژن را تنظیم‌می‌کنند /305

کاربرد RNAI در مطالعه بیان ژن /306

RNAI برای مطالعه ژن‌های پستانداران /309

پایش (غربال) عملکرد با استفاده از کتابخانه‌های( RNAI )/314

RNAهای غیررمزکننده در پردازش RNA مشارکت دارند/ 318

ریبوسوئیچ‌ها به‌وسیله مولکول‌های تأثیرگذار کنترل می‌شوند/ 323

RNA واکنش‌های آنزیمی را کاتالیزمی‌کند/ 327

ریبوزایم‌های کوچک طبیعی/ 331

مهندسی ریبوزایم‌ها برای کاربردهای دارویی و بیوتکنولوژی /334

RNA سلکس، جفت‌های جدیدی را برای اتصال به ریبوزایم شناسایی‌می‌کنند/ 337

سیر تکامل و انتخاب ریبوزایم‌ها در محیط درون شیشه‌ای /339

دئوکسی ریبوزایم‌های آلوستریک، واکنش‌های اختصاصی را کاتالیزمی‌کنند/ 343

مهندسی ریبوسوئیچ‌های آلوستریک و ریبوزایم‌ها/ 345

خلاصه/ 347

پرسش‌های پایان فصل/ 349

فصل 6: نانو بیوتکنولوژی/ 359

مقدمه /360

مشاهده در مقیاس نانو/ 363

میکروسکوپ تونلی روبشی (SCANNING TUNNELING MICROSCOPY)/ 364

میکروسکوپ نیروی اتمی (ATOMIC FORCE MICROSCOPY)/ 366

تعیین وزن باکتری منفرد و پیکره‌های ویروسی /369

نانوذرات و کاربرد آن‌ها /372

کاربرد نانوذرات در برچسب گذاری /374

تاثیر اندازه کوانتوم و رنگ‌های نانوکریستال /377

نانوذرات برای انتقال دارو،( DNA )یا( RNA )/378

نانوذرات در درمان سرطان /380

سرهم‌بندی نانوکریستال‌ها به‌وسیله‌ی میکروارگانیسم‌ها/ 382

نانوتیوب‌ها /386

نانوفرش‌های ضد باکتریایی /390

شناسایی ویروس‌ها با استفاده از نانوسیم‌ها/ 391

نانوحسگرهای کانال یونی /393

مهندسی مبتنی بر نانو در (DNA )/396

اریگامی (DNA )/400

نانوابزارهای مکانیکی (DNA )/402

واسرشتی کنترل‌شده DNA به‌وسیله‌ی نانوذرات طلا /403

تغییر کنترل‌شده شکل پروتئین به‌وسیله‌‌ی (DNA )/405

موتورهای مولکول زیستی /407

خلاصه /410

پرسش‌های پایان فصل/ 411

فصل 7: ژنومیکس و بیان ژن /419

مقدمه/ 420

تکنیک‌های نقشه‌یابی ژنتیکی /425

شکاف‌های باقی مانده در ژنوم انسانی /436

بررسی ژنوم انسان/ 438

قسمت‌های غیر کدکننده ژنوم انسان /442

بیوانفورماتیک و تجزیه و تحلیل رایانه‎ای /447

پزشکی و ژنومیکس/ 452

تجمع جهشها در DNA در طول زمان /454

تکامل ژنتیکی /458

از داروسازی تا زادشناسی دارو /463

بیان ژن و ریزآرایه‌ها/ 467

ساخت ریزآرایه‌های( DNA )/470

ریزآرایه‌های (CDNA )/470

ریزآرایه‌های الیگونوکلئوتیدی /472

هیبریداسیون در ریزآرایه‌های (DNA )/475

بررسی بیان ژن با استفاده از آرایه‌های مرتب‎شده کل ژنوم/ 477

بررسی بیان ژن‌ها با استفاده از توالی‌یابی (RNA )/481

بررسی بیان ژن‌های منفرد /486

اپی‌ژنتیک و اپی‌ژنومیکس/ 492

اپی‌ژنومیکس در موجودات عالی 495

خلاصه /498

پرسش‌های پایان فصل/ 500

فصل 8: پروتئومیکس /507

مقدمه /508

الکتروفورز ژل پروتئین‌ها /509

وسترن بلات پروتئین‌ها/ 515

طیف سنجی مایع کارا مخلوط پروتئین را تفکیک می‌کند/ 519

تجزیه پروتئین با استفاده از پروتئازها /523

طیف سنجی جرمی برای شناسایی پروتئین /526

آماده‌سازی پروتئین‌ها برای طیف‌سنجی جرمی /533

کمی سنجی پروتئین با استفاده از طیف سنجی جرمی /536

سیستم‌های نشان‎دار‎کردن پروتئین /539

بررسی کتابخانه نمایش فاژ /547

اثرات متقابل پروتئین‌ها: سیستم هیبرید دوگانه مخمر/ 551

اثرات متقابل پروتئینی از طریق (CO-IMMANOPRECIPITATION )/556

آرایه‌های پروتئینی/ 559

متابولومیکس/ 566

خلاصه /571

پرسش‌های پایان فصل/ 573

فصل 9: پروتئین‌های نوترکیب /581

پروتئین‌ها و تکنولوژی DNA نوترکیب /582

بیان پروتئین‌های یوکاریوتی در باکتری‌ها /584

انسولین و انواع دیابت‌ /586

همسانه‌سازی و مهندسی ژنتیک انسولین /587

ناقل‌های بیانی ترجمهای /593

اثرات تمایل کدونی/ 595

اجتناب از اثرات سمی تولید بیش از حد پروتئین/ 598

اجسام اینکلوژن و بازپیچش پروتئین/ 600

افزایش پایداری پروتئین /602

بهبود ترشح پروتئین /603

ترکیب پروتئین با ناقلهای بیانی /608

گلیکوزیلاسیون پروتئین/ 609

بیان پروتئین‌ها با استفاده از سلول‌های یوکاریوتی /611

بیان پروتئینها با استفاده از مخمر /615

بیان پروتئین‌ها در سلول‌های حشرات/ 618

بیان پروتئین‌ها در سلول‌های پستانداران/ 622

بیان زیرواحدهای چندگانه در سلول‌های پستانداران /627

مقایسه سیستم‌های بیانی/ 629

خلاصه /630

پرسش‌های پایان فصل/ 632

فصل 10: مهندسی پروتئین/ 639

مقدمه /640

مهندسی پیوندهای دی‌سولفیدی/ 641

بهبود پایداری با استفاده از روش‌های دیگر /645

تغییر جایگاه اتصال اختصاصی /646

اسکلت‌های ساختاری /649

تکامل هدفمند/ 651

نوترکیبی دُمین‌ها /655

بُر خوردن (DNA )/659

کتابخانه‌های پروتئینی ترکیبی /662

تولید پروتئینهای( DE NOVO )/666

توسعه رمزهای ژنتیکی /668

نقش اسیدهای آمینه غیرطبیعی /675

طراحی مواد زیستی مبتنی بر مهندسی/ 678

مهندسی پروتئین‌های متصل‎شونده /680

خلاصه /682

پرسش‎های پایان فصل/ 685

فصل 11: بیوتکنولوژی محیطی/ 691

مقدمه /692

شناسایی ژن‎های جدید با استفاده از متاژنومیکس/ 693

غنی‌سازی کشت برای نمونه‌های محیطی /700

تکنیک‌های وابسته به توالی‌یابی در متاژنومیکس/ 704

ارزیابی محیط مبتنی بر فعالیت یا عملکرد /711

اکولوژی و متاژنومیکس/ 715

تضعیف طبیعی آلوده ‎کننده ها/ 718

سوخت‌های زیستی و انرژی زیستی/ 723

سلول‌های سوختی میکروبی/ 726

پرسش‎های پایان فصل/ 734

فصل 12:مهندسی مسیر /741

مقدمه /742

اتانول، فیل‌ها و مهندسی مسیر /743

تجزیه نشاسته/ 748

تجزیه سلولز/ 750

نسل دوم سوخت‌های زیستی/ 754

بیودیزل 755

باکتری‌های مولد یخ و یخ‌زدگی 759

پاکسازی زیستی سوخت‌های فسیلی/ 762

بیوسنتز آنتی‎بیوتیک‌های Β-لاکتام/ 768

پلاستیک‌های بیوسنتزی تجزیه‌پذیر هستند/ 772

رویکرد چرخه‌ای یکپارچه /775

مواد ژنتیکی سنتزی: XDNA و (XNA )/779

باکتری‌های طراح/ 783

پرسش‎های پایان فصل /787

فصل 13: گیاهان تراریخته و بیوتکنولوژی گیاهی/ 793

مقدمه/ 794

تاریخچه اصلاح گیاهی/ 794

کشت بافت گیاهی /797

مهندسی ژنتیک گیاهی /803

پلاسمید( TI )/803

تکنولوژی بمباران ذره‌ای/ 810

تشخیص DNAی درج‎شده/ 813

حذف نشانگر انتخابی/ 815

TALENها، CRISPR و دیگر تکنیک‌های ویرایش ژنوم /820

توسعه محصول و مصوبات قانونی/ 822

بیوتکنولوژی، گیاهان زراعی را بهبود می‌بخشد /826

حفاظت از گیاهان زراعی در برابر آفات /826

حفاظت از گیاهان زراعی در برابر بیماری‌ها و تنش خشکی /833

افزایش مواد مغذی و کاهش توکسین‌ها /836

سایرکاربردهای گیاهان زراعی تراریخت /838

مقاومت: پاسخ‌های طبیعی به گیاهان تراریخت /842

ژنومیکس عملکردی در گیاهان/ 843

پرسش‎های پایان فصل/ 849