《研究生创新教育系列丛书：医学分子遗传学（第4版）》于1990年作为遗传学系列丛书的一部分出版。尽管系列丛书的多数未曾再版，但医学分子遗传学到现在已经是第四版了。它不仅仅是一部遗传学参考书，也被多个院校作为本科生与研究生教材，更新再版也成为一种义务。正是考虑到这一情况，《研究生创新教育系列丛书：医学分子遗传学（第4版）》依然把知识的完整性作为一个重要的考量；同时本书也力求反映遗传学从经典遗传学、分子遗传学到遗传转化医学的变化轨迹与趋势。本书也首次邀请海外学者参与编写，力求反映世界遗传学发展特点，希望可以使读者一定程度了解国外遗传学的发展。
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《研究生创新教育系列丛书：医学分子遗传学（第4版）》可以成为一本有关专业人员案头的参考书，也可以作为医学与生物学相关专业的教材和教学参考书。
陈金中，复旦大学副教授。1980-1985年就读中南大学湘雅医学院，获得临床医学学学士学位，1998-2001年就读于华中科技大学同济医学院，获遗传学硕士学位。2001-2004年在复旦大学遗传学研究所攻读博士学位。2004年到复旦大学基因治疗课题组工作，2006年任职副教授，2007年开始负责课题组日常研究工作，主要研究方向基因治疗，功能基因组学。
薛京伦，1960年毕业于复旦大学生物系遗传专业，毕业后在复旦大学遗传研究所从事科研和教学工作。1979-1982年为美国RoswellPark肿瘤研究所访问学者，1982年回国后一直从事医学遗传学研究工作，现为复旦大学首席教授。从事医学遗传学教学科研40余年。1987年起，一直致力于基因治疗研究，系统开展了血友病B基因治疗基础和临床试验研究。获得我国第一个卫生部颁发的“”新生物制品人体观察“”批件，在国际上首次对血友病B进行基因治疗临床试验，成功地完成了4例血友病B患者的临床基因治疗，达到安全有效的预期目的，这是迄今为止我国首例系统、成功的遗传病基因治疗的范例；为了提高临床疗效，2003年对该病种基因治疗的载体和基因做了进一步探索和改造，研发的《重组AAV－2/人凝血因子IX注射液》获得国家药品监督管理局药物临床研究批件，使血友病B基因治疗的临床研究进入新的境界。2004年起任973项目“”基因治疗的应用基础研究“”子课题（定点整合、原位修复技术及机理研究）组长；同时承担“Rep定点整合的基因治疗”、“Rep介导的定点整合应用研究”等863计划项目的研究。
第一章生物大分子与中心法则
第二节DNA结构与复制
一、DNA的结构
Maurice Wilkins和Rosalind Franklin依据对X射线衍射照片分析，提出DNA是由两条长链组成的双螺旋。Erwin Chargaff测定了DNA的分子组成，发现DNA中的4种碱基的含量并不是等量的，但是A和T的含量总是相等，G和C的含量也相等。James Dewey Watson和Francis Harry Compton Crick首先意识到该比值的重要性，并请剑桥的John Griffith计算出A吸引T、G吸引C、A＋T的宽度与G+C的宽度相等。随后，他们结合X射线衍射照片构建出了DNA分子双螺旋结构模型。
揭示DNA双螺旋结构为现代分子生物学的标志性成就，它不仅说明了DNA为什么是遗传信息的携带者，而且说明了基因的复制和突变等机理。1954年，James Dewey Watson和Francis Harry Compton Crick发表了有关DNA双螺旋结构的论文，虽然只有一千余字，但其奠定了现代分子生物学的基础。论文包括如下主要内容。
（1）DNA由脱氧核糖和磷酸基通过酯键交替连接而成。其主链有两条，它们绕一共同轴心以右手方向盘旋，相互平行而走向相反，形成双螺旋构型。主链处于螺旋的外侧，由糖和磷酸构成的主链具备亲水性。
（2）碱基位于螺旋的内侧，它们以垂直于螺旋轴的取向通过糖苷键与主链糖基相连。同一平面的碱基在两条主链间形成碱基对。配对碱基总是A与T和G与C。碱基对以氢键维系，A与T 间形成两个氢键，G与C间形成三个氢键。两种碱基对的几何大小又十分相近，具备了形成氢键的适宜键长和键角条件。每对碱基处于各自的平面上，但螺旋周期内的各碱基对平面的取向均不同。双螺旋结构在满足两条链碱基互补的前提下，DNA的一级结构不受限制。
二、DNA复制
DNA复制是指DNA双链在细胞分裂以前进行的复制过程，复制的结果是一条双链变成两条一样的双链，每条双链都含有原来双链的一条单链。这个过程通过半保留复制（semiconservative replication）机制得以完成。DNA复制的特点可以归纳为以下几点。
（1）半保留复制：1958年Matthew Meselson和Franklin Stahl的实验证明DNA在复制时，以亲代DNA链作模板，合成完全相同的两个双链子代DNA，每个子代DNA中都含有一股亲代DNA链，这种现象称为DNA的半保留复制。
（2）有复制起始点：DNA的复制需在特定位点开始，这些具有特定核苷酸序列的片段，即复制起始点。在原核生物中，因为较小的基因组规模，复制起始点通常为一个，而真核生物庞大的基因组复制一般有多个复制起点，从而保证复制在一定时间内完成。
（3）需要RNA引物：DNA聚合酶必须以一段具有3′端自由羟基（3′-OH）的RNA作为引物，才能开始合成子代DNA链。RNA引物的大小，在原核生物中通常为50～100个核苷酸，而在真核生物中约为10个核苷酸。
（4）双向复制：DNA复制时，以复制起始点为中心，向两个方向进行复制。但在低等生物中，也可进行单向复制。
（5）半不连续复制（semidiscontinuous replication）：DNA聚合酶只能以5′→3′方向聚合子代DNA链，两条亲代DNA链作为模板合成子代DNA链时的方式是不同的。以3′→5′方向的亲代DNA链作模板的子链在聚合时基本上是连续进行的，这一条链被称为前导链。而以5′→3′方向的亲代DNA链为模板的子链在聚合时则是不连续的，这条链被称为随从链。DNA在复制时，由随从链所形成的多个子代DNA短链称为冈崎片段。
一般认为，DNA复制一旦开始，就会将该DNA分子全部复制完毕。其实在DNA上也存在着复制终止位点，DNA复制将在复制终止位点处终止。在DNA复制终止阶段，令人困惑的一个问题是线性DNA分子两端是如何完成其复制的？已知DNA复制都要有RNA引物参与。当RNA引物被切除后，中间所遗留的间隙由DNA聚合酶Ⅰ所催化填充。在线性分子的两端以5′→3′为模板的随从链的合成，其末端的RNA引物被切除后是无法被DNA聚合酶催化填充的。1941年Barbara McClintock提出了端粒（telomere）的假说，认为染色体末端必然存在一种特殊结构——端粒。其作用包括保持染色体末端稳定和参与染色体核纤层相连定位。
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