Snyder and Champness Molecular Genetics of Bacteria（细菌分子遗传学）

引用

Henkin, T. M., & Peters, J. E. (2020). Snyder and Champness Molecular Genetics of Bacteria (5th ed.). ASM Press.

章节概要

全书约640页，包括一篇不编号的导言、十三章和一个术语表。出版社称本书是一部经典教材的新版，书名的改动是为了向创始作者致敬；正文以大肠杆菌（Escherichia coli）和枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）为中心，同时引用具有实验、医学、生态和生物技术意义的其他细菌的例子。各章末尾有要点小结、讨论题和推荐阅读，许多章还配有编号的文本框。

导言

导言概览生物世界（细菌、古菌、真核生物），说明什么是遗传学，并列出细菌遗传学在实践上的特点：单倍体细胞、世代时间短、菌落纯化、系列稀释、选择和菌株保存。导言还讨论噬菌体遗传学，并简述该领域的历史，从转化、接合和转导，到遗传密码、操纵子模型和合成基因组学。

第1–2章：细菌染色体：DNA结构、复制与分离；细菌基因表达：转录、翻译、蛋白质折叠与定位

第1章回顾DNA结构和复制机制、复制中的错误与障碍、复制与细胞分裂的联系、染色体分离、拟核和基因组。第2章对基因表达做同样的工作：RNA与蛋白质的结构、转录、RNA降解、翻译、遗传密码、蛋白质折叠与降解、蛋白质定位与分泌，以及题为“What You Need To Know”的一节，涉及阅读框和融合。

第3章：细菌遗传分析：基本原理与当前方法

这是方法学章节。内容包括遗传学术语和命名、Luria–Delbrück实验与Lederberg实验、突变率、突变类型、回复与抑制、突变体的分离与鉴定、互补测验，以及通过转导、转化和Hfr杂交作图。

第4–6章：质粒；接合；转化

第4章讲质粒的性质、复制控制、维持（包括par系统）和克隆载体。第5章讲接合、致育质粒、可动员质粒、Hfr菌株的形成和整合性接合元件。第6章讲自然转化、其调控与作用，以及人工诱导的感受态。

第7–9章：噬菌体与转导；转座、位点特异性重组与重组酶家族；同源重组的分子机制

第7章讲裂解性与溶原性发育（含λ系统）、噬菌体遗传分析、转导、CRISPR/Cas和限制-修饰等宿主防御机制，以及作为工具的噬菌体。第8章讲转座子、转座子诱变和位点特异性重组酶。第9章讲大肠杆菌中的同源重组、噬菌体的重组途径和重组工程。

第10章：DNA修复与诱变

本章介绍DNA修复的证据、针对特定损伤的修复、错配修复、核苷酸切除修复、损伤耐受、SOS反应和跨损伤合成。

第11–12章：基因表达的调控：基因与操纵子；全局调控：调节子与刺激子

第11章从转录起始的负调控与正调控讲起，经过衰减作用，到mRNA稳定性、翻译和翻译后调控。第12章涉及碳分解代谢物调控、氮同化、核糖体与tRNA的合成、严紧反应、胁迫反应、铁调控、毒力基因调控以及枯草芽孢杆菌的芽孢形成。

第13章：基因组与基因组分析

最后一章涉及细菌基因组、DNA测序、PCR、限制性内切酶、克隆与组装技术，以及CRISPR/Cas系统。

核心概念

导言与第1–3章：基础与遗传分析

• 单倍体遗传学与选择：为什么细菌适合依靠筛选稀有变异体的实验。
• 关于突变的经典实验：Luria–Delbrück和Lederberg实验，本章借它们说明突变体是克隆性的，并引入突变率。
• 互补与作图：把突变归入基因、并在图谱上定位的测验与杂交。

第4–9章：DNA的转移与重排

• 质粒与接合：在细胞之间携带并转移基因的复制子。
• 自然转化：感受态细胞摄取DNA。
• 转导与溶原性：通过噬菌体转移基因，以及原噬菌体的维持。
• 转座与位点特异性重组：由重组酶家族完成的DNA移动与重排。
• 同源重组：RecBCD和RecF途径、RecA和重组工程。

第10–13章：修复、调控与基因组

• SOS反应与跨损伤合成：可诱导的修复和对DNA损伤的耐受。
• 操纵子与调节子：对单个操纵子和更大基因集合的协调调控。
• 衰减与RNA结构：通过RNA构象控制转录和翻译。
• CRISPR/Cas：第7章作为噬菌体防御介绍，第13章作为分子工具讨论。

评析

优点

• 从DNA到基因组的清晰主线。 顺序由复制与表达，经遗传分析、基因转移、重组与修复，到调控和基因组学；第3章先讲明实验的逻辑，后面的专题章节才加以运用。
• 证据整合。 出版社说生化、基因组和结构信息被融入各个主题；各节标题显示了实验层面的细节，例如Luria–Delbrück和Lederberg实验，以及修复与诱变一章中关于Ames试验的文本框。
• 学习辅助。 每章有要点小结、讨论题和推荐阅读，全书有术语表，编号的文本框把主题与其他生物（包括人类）联系起来。
• 主题新。 目录中出现了重组工程、合成基因组学、CRISPR/Cas和先进的测序方法。

局限

• 侧重模式生物。 出版社说明正文以大肠杆菌和枯草芽孢杆菌为中心，因此关注其他类群的读者主要通过例子接触它们。
• 是遗传学，而不是生理学。 没有专门讲代谢、细胞包被的生物合成或生态的章节；这些主题应在生理学教材中学习。
• 作为第一门课要求较高。 Wiley称本书是本科或研究生初期教材；由于机制细节详尽、十三章篇幅又长，它更适合已修完遗传学或分子生物学入门课程的学生。
• 基因组学放在最后。 测序和基因组分析安排在第13章，排在分子机制各章之后，所以全书是从机制讲到基因组，而不是相反。

在课程中的定位

本书是微生物学阅读清单中偏遗传学的高阶教材。Money的《Microbiology: A Very Short Introduction》、OpenStax的《Microbiology》和Tortora等人的《Microbiology: An Introduction》是入门读物，Madigan等人的《Brock Biology of Microorganisms》是通用教材，其中的遗传学章节是学习本书的自然铺垫。

White、Drummond和Fuqua的《The Physiology and Biochemistry of Prokaryotes》是与它最接近的搭档：那本书按主题讲生长、生物能量学、代谢、转运与信号传导，而Henkin和Peters的这本书讲细菌基因如何被复制、表达、交换、修复、调控和分析。把两本书并排阅读，是研究生细菌分子生物学课程的合理路径。

如何使用本书

本书适合具备分子生物学和遗传学入门知识的高年级本科生和研究生。研究细菌的科研人员也可以把它当作参考书。

实用的读法：

• 核心： 导言，然后按顺序读第1–3章。要先掌握第3章，因为后面各章都会用到其中的遗传学词汇和实验。
• 基因转移单元： 第4–9章可以作为一个整体按顺序阅读。
• 调控单元： 第11–12章，以第2章为背景。
• 按兴趣选读： 第10章讲DNA修复，第13章讲基因组方法和CRISPR/Cas。
• 练习： 做每章末尾的讨论题，并顺着推荐阅读找到原始实验。