核酸-2011课件

1、第五章第五章 核酸化学与应用核酸化学与应用第一节第一节 核酸的概述核酸的概述第二节第二节 核酸的结构与功能核酸的结构与功能第三节第三节 核酸的理化性质应用核酸的理化性质应用（nucleic acid） 当时发现这种物质含磷量之高超过当时发现的任何一种有机当时发现这种物质含磷量之高超过当时发现的任何一种有机物，并且物，并且含有很强的酸性含有很强的酸性，故得名核酸。，故得名核酸。l核酸分为两大类核酸分为两大类. .l脱氧核糖核酸（脱氧核糖核酸（DNADNA）lDeoxyribonucleic AcidDeoxyribonucleic Acidl核糖核酸（核糖核酸（RNARNA）lRibonucle

2、ic AcidRibonucleic Acid。二、核酸的分类二、核酸的分类第一节第一节 核酸的概述核酸的概述 DNA与RNA结构相似，但在组成成份上略有不同。二、核酸的分类及分布、功能二、核酸的分类及分布、功能(deoxyribonucleic acid, DNA)(ribonucleic acid, RNA) 脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸 核糖核酸核糖核酸 90% 90%以上分布于细胞核，其余分布于以上分布于细胞核，其余分布于核外如线粒体，叶绿体，质粒等。核外如线粒体，叶绿体，质粒等。 分布于胞核、胞液。分布于胞核、胞液。携带遗传信息，决定细胞和个携带遗传信息，决定细胞和个体的基因型体的基因型

3、(genotype)。参与细胞内参与细胞内DNA遗传信息的表遗传信息的表达。某些病毒达。某些病毒RNA也可作为遗也可作为遗传信息的载体。传信息的载体。 核酸化学核酸化学 DNA 遗传的物质基础遗传的物质基础 核酸核酸 mRNA 作为作为Pr合成模板合成模板 RNA tRNA 转运转运AA rRNA 作为作为Pr合成场所合成场所主要元素组成：主要元素组成： C、H、O、N、P(911%)与蛋白质比较，核酸与蛋白质比较，核酸一般不含一般不含S，而，而P的含量较的含量较为稳定，占为稳定，占9-11%。 二、基本构成单位：核苷酸二、基本构成单位：核苷酸(nucleotide) 核苷酸由核苷酸由戊糖、磷

4、酸和含氮碱戊糖、磷酸和含氮碱三部分构成三部分构成核酸分子的基本组成成分核酸分子的基本组成成分 磷酸磷酸 H3PO4 核酸核酸 腺嘌呤腺嘌呤 A 嘌呤碱嘌呤碱 单核苷酸单核苷酸 鸟嘌呤鸟嘌呤 G 碱基碱基 胞嘧啶胞嘧啶 C 嘧啶碱嘧啶碱 尿嘧啶尿嘧啶 U 核苷核苷 胸腺嘧啶胸腺嘧啶 T 核糖核糖 戊糖戊糖 脱氧核糖脱氧核糖 核酸核酸 nucleic acid核苷酸 nucleotide核苷 nucleoside磷酸 phosphate嘌呤碱嘌呤碱 purine base 或 嘧啶碱 pyrimidine base（碱基 base） 核糖 ribose 或 脱氧核糖脱氧核糖 deoxyribose

5、 （戊糖 amyl sugar）核酸组成结构图核酸组成结构图水水解解核核 酸酸代表，对DNA而言为， 对RNA而言为； 代表 代表核苷酸核苷酸 核酸和蛋白质一样，是由许多核苷酸结合而成的 高分子化合物。 核苷酸是由磷酸、核糖、及碱基组成的。 其中碱基主要有五种，它们是嘧啶或嘌呤的衍生物： 胞嘧啶，脲嘧啶，胸腺嘧啶，腺嘌呤，鸟嘌呤。 核糖戊醛糖CH2OHHOHHOHHOHCHOCH2OHHHHOHHOHCHOD-核糖开链式D-2-脱氧核糖开链式开链构造与氧环构造动态平衡：CH2OHHOHHOHHOHCHOOH2OH2OHHOHHOHHOHHOHHOHHOHHOHHOHOHHHOHHOHHOHOH

6、HHOH2COHHOHHOHHOHHOH2C+D-核糖b-D-吡喃核糖(56%)a-D-吡喃核糖(20%)b-D-呋喃核糖(18%)a-D-呋喃核糖(6%)1.1 1.1 戊糖戊糖核糖核糖(RNA)2 2脱氧脱氧核糖(DNA) （一）（一） （二）（二） 嘌呤：由一个咪唑环和一个嘧啶环稠合而成的杂环化合物。P OHOH|OHO =磷酸分子结构磷酸分子结构核酸核酸是含磷的生物大分子，任何核酸都含有磷酸，所以核酸呈酸性酸性，可与Na+、多胺、组蛋白结合。 核酸中的磷酸参与形成3,5-磷酸二酯键磷酸二酯键，使核酸连成。核苷核苷（riboside）由戊糖和碱基缩合而成，并以糖苷键连接。糖环上的C1与嘧

7、啶碱的N1或与嘌呤碱的N9相连接。（对（对DNA为为H）碱基连接（核苷键）碱基连接（核苷键）RNA的四种核苷的四种核苷DNA的四种脱氧核苷的四种脱氧核苷 核苷中的戊糖羟基被磷酸酯化，就形成核苷酸（对（对DNA为为H）碱基连接（核苷键）碱基连接（核苷键）酯酯 键键（一）核苷酸的基本结（一）核苷酸的基本结构构磷酸碱基戊糖O1234O1234碱 基 1HHO HOC H2HOO HHOPHHO HOC H2HOO HHOPO1234HHO HOC H2HOO HHOP碱 基 2碱 基 3OPO H磷 酸糖碱 基磷 酸糖碱 基磷 酸糖碱 基磷 酸多 核 苷 酸 结 构 的 简 单 图 解D NA 多

8、核 苷 酸 除 了 在 戊 糖 环 的第 2位 缺 少 一 个 氧 原 子 外 ， 其余 均 与 RN A 多 核 苷 酸 相 似R N A 多 核 苷 酸 的 结 构注 ：腺腺嘌嘌呤呤 A鸟鸟嘌嘌呤呤 G胞胞嘧嘧啶啶 C尿尿嘧嘧啶啶 U胸胸腺腺嘧嘧啶啶 TRNA AMPGMPCMPUMP未未发发现现DNAdAMPdGMPdCMP未未发发现现dTMP八种核苷酸如下表所示八种核苷酸如下表所示RNA与DNA的区别：核糖RNA中为核糖，DNA中为2-脱氧核糖。 碱基RNA中为A、U、C、G； DNA中为A、T、C、G。PPOHPOHPOHPOHACGU53253PPHPHPHPH53253R1R2R

9、3R4RNADNA链简化图链简化图其中R1、R2、R3、R4表示碱基，P表示磷酸基，一竖表示糖分子，2、3、5表示糖中C原子编号。第二节第二节 核酸的结构与功能核酸的结构与功能2.1 DNA的结构与功能（一）（一）DNA的一级结构的一级结构 因为DNA的脱氧核苷酸只在它们所携带的碱基上有区别，所以脱氧核苷酸的序列常被认为是碱碱基序列基序列（base sequence)。 通常碱基序列由DNA链的53方向写。DNA中有4种类型的核苷酸，有n个核苷酸组成的DNA链中可能有的不同序列总数为4n。一种核酸含有多种一种核酸含有多种碱基。核酸链中，碱基。核酸链中，含不同碱基的各种含不同碱基的各种核苷酸是按

10、一定的核苷酸是按一定的排列次序互相联结排列次序互相联结的，这就形成了核的，这就形成了核酸的一级结构。酸的一级结构。 一、一级结构（一、一级结构（primary structure）一级结构是指核酸分子中核苷酸的排列顺序及一级结构是指核酸分子中核苷酸的排列顺序及连接方式。核苷酸的排列顺序代表了遗传信息。连接方式。核苷酸的排列顺序代表了遗传信息。 1、核苷酸的连接方式：、核苷酸的连接方式： 3 , 5 磷酸二酯键磷酸二酯键 2、核酸的基本结构形式：多核苷酸链、核酸的基本结构形式：多核苷酸链n信息量：信息量：4nn末端：末端： 5 端、端、 3 端端n多核苷酸链的方向：多核苷酸链的方向： 5端端3端

11、端(由左至右由左至右) 3、表示方法：结构式、线条式、文字缩写、表示方法：结构式、线条式、文字缩写 碱基组成分析碱基组成分析Chargaff 规规则：则：A = T；G C 碱基的理化数据分析：碱基的理化数据分析：A-T、G-C以以氢键配对较合理氢键配对较合理 DNA纤维的纤维的X-线衍射图谱分析线衍射图谱分析 DNA双螺旋结构的研究背景双螺旋结构的研究背景 二、二、DNA的空间结构的空间结构（ 一）一）DNA的二级结构（的二级结构（secondary structure）1、碱基组成规则、碱基组成规则(Chargaff规则规则)nA=T，G=C； A+G=T+C(嘌呤与嘧啶的总数相等嘌呤与嘧

12、啶的总数相等)n有种属特异性有种属特异性n无组织、器官特异性无组织、器官特异性n不受年龄、营养、性别及其他环境等影响不受年龄、营养、性别及其他环境等影响 DNADNA分子由两条分子由两条DNADNA单单链组成。链组成。 DNADNA的双螺旋结构是的双螺旋结构是分子中两条分子中两条DNADNA单链单链之间基团相互识别和之间基团相互识别和作用的结果。作用的结果。 双螺旋结构是双螺旋结构是DNADNA二二级结构的最基本形式。级结构的最基本形式。DNADNA双螺旋结构的特点双螺旋结构的特点double helix modelDNADNA双螺旋结构的要点双螺旋结构的要点（1 1）DNADNA分子由两条多

13、聚脱氧核糖核苷酸链分子由两条多聚脱氧核糖核苷酸链( (简简称称DNADNA单链单链) )组成。两条链沿着同一根轴平行盘组成。两条链沿着同一根轴平行盘绕，形成右手双螺旋结构。螺旋中的两条链方绕，形成右手双螺旋结构。螺旋中的两条链方向相反，即其中一条链的方向为向相反，即其中一条链的方向为5 5 端端33 端，端，而另一条链的方向为而另一条链的方向为3 3 端端55 端。端。（2 2）嘌呤和嘧）嘌呤和嘧啶 碱 基 位 于啶 碱 基 位 于螺旋的内侧，螺旋的内侧，磷 酸 和 脱 氧磷 酸 和 脱 氧核 糖 基 位 于核 糖 基 位 于螺 旋 外 侧 。螺 旋 外 侧 。碱 基 环 平 面碱 基 环 平

14、 面与 螺 旋 轴 垂与 螺 旋 轴 垂直 ， 糖 基 环直 ， 糖 基 环平 面 与 碱 基平 面 与 碱 基环 平 面 成环 平 面 成9090角。角。（3 3）螺旋横截面的）螺旋横截面的直径约为直径约为2nm2nm，每，每条链相邻两个碱条链相邻两个碱基平面之间的距基平面之间的距离为离为0.34 nm0.34 nm，每，每1010个核苷酸形成个核苷酸形成一个螺旋，其螺一个螺旋，其螺矩（即螺旋旋转矩（即螺旋旋转一圈的高度）为一圈的高度）为3.4 nm3.4 nm。（4 4）维持两条）维持两条DNADNA链相链相互结合的力是链间碱基互结合的力是链间碱基对形成的氢键。碱基结对形成的氢键。碱基结合

15、具有严格的配对规合具有严格的配对规律律:A:A与与T T结合，结合，G G与与C C结结合，这种配对关系，称合，这种配对关系，称为碱基互补。为碱基互补。A A和和T T之间之间形成两个氢键，形成两个氢键，G G与与C C之之间形成三个氢键。间形成三个氢键。 在在DNADNA分子中，嘌呤碱分子中，嘌呤碱基的总数与嘧啶碱基的基的总数与嘧啶碱基的总数相等。总数相等。（5 5）螺旋表面形成大螺旋表面形成大沟沟(major groove)(major groove)及及小沟小沟(minor groove)(minor groove)，彼此相间排列。小沟彼此相间排列。小沟较浅；大沟较深，是较浅；大沟较深，

16、是蛋白质识别蛋白质识别DNADNA碱基碱基序列的基础。序列的基础。（6 6）氢键）氢键维持双链维持双链横横向稳定性向稳定性，碱基堆积碱基堆积力力维持双链维持双链纵向稳定纵向稳定性性。 （二）二级结构：（二）二级结构： 双螺旋结构模型双螺旋结构模型(double helix model)1、Watson-Crick双螺旋结构模型双螺旋结构模型(B-DNA) （1）反平行双链：脱氧核糖）反平行双链：脱氧核糖-磷酸骨架位于外磷酸骨架位于外 侧，侧，碱基对位于内侧碱基对位于内侧 （2）碱基互补配对：）碱基互补配对：AT配对（两个氢键），配对（两个氢键），GC配对（三个氢键）；碱基对平面垂直纵轴配对（三

17、个氢键）；碱基对平面垂直纵轴（3）右手双螺旋：螺距为）右手双螺旋：螺距为3.4 nm，直径为，直径为2.0 nm，10bp/圈圈（4）表面功能区：小沟较浅；大沟较深，是蛋）表面功能区：小沟较浅；大沟较深，是蛋白质识别白质识别DNA碱基序列的基础碱基序列的基础 （5）维持结构稳定的力量：氢键维持双链横向）维持结构稳定的力量：氢键维持双链横向稳定，碱基堆积力维持螺旋纵向稳定稳定，碱基堆积力维持螺旋纵向稳定3、其他螺旋形式、其他螺旋形式n Z-DNA（左手双螺旋）（左手双螺旋）n A-DNADNADNA双螺旋的稳定性双螺旋的稳定性 DNADNA双螺旋结构在生理条件下很稳定。双螺旋结构在生理条件下很稳

18、定。 维持这种稳定性的因素包括：两条维持这种稳定性的因素包括：两条DNADNA链之间形链之间形成的成的氢键，碱基堆积力氢键，碱基堆积力。 双螺旋结构双螺旋结构内部形成的疏水区内部形成的疏水区，消除了介质中，消除了介质中水分子对碱基之间氢键的影响；水分子对碱基之间氢键的影响； 介质中的介质中的阳离子阳离子（如（如NaNa+ +、K K+ +和和MgMg2+2+）中和了磷酸）中和了磷酸基团的负电荷，降低了基团的负电荷，降低了DNADNA链之间的排斥力等。链之间的排斥力等。 改变介质条件和环境温度，将影响双螺旋的稳改变介质条件和环境温度，将影响双螺旋的稳定性。定性。（二）（二）DNADNA的三级结构

19、的三级结构双螺旋进一步扭曲双螺旋进一步扭曲, ,形成一种比双螺旋更高形成一种比双螺旋更高层次的空间构象。包括：线状层次的空间构象。包括：线状DNADNA形成的纽形成的纽结、超螺旋和多重螺旋、环状结、超螺旋和多重螺旋、环状DNADNA形成的结、形成的结、超螺旋和连环等超螺旋和连环等大多数原核生物大多数原核生物 ：1 1）共价封闭的环状）共价封闭的环状双螺旋分子双螺旋分子2 2）超螺旋结构：双）超螺旋结构：双螺旋基础上的螺旋化螺旋基础上的螺旋化正超螺旋正超螺旋(positive (positive supercoil):supercoil):盘绕方向盘绕方向与双螺旋方同相同与双螺旋方同相同负超螺旋

20、负超螺旋(negative (negative supercoil):supercoil):盘绕方向盘绕方向与双螺旋方向相反与双螺旋方向相反 （四）功能（四）功能 DNADNA可通过复制遗传给下一代可通过复制遗传给下一代染色体是DNA的载体 (1) 染色体上的染色体上的DNADNA双螺旋双螺旋基因从结构上定义，基因从结构上定义，是指是指DNADNA分子中的特定区段，其分子中的特定区段，其中的核苷酸排列顺序决定了中的核苷酸排列顺序决定了基因的功能。基因的功能。决定决定子代利用遗传下来的子代利用遗传下来的DNA可以制造与父代相同的可以制造与父代相同的RNA、蛋白质，故、蛋白质，故龙生龙、龙生龙、凤

21、生凤凤生凤。z不同细胞不同部分不同细胞不同部分DNA发挥了作用（即发挥了作用（即表达表达）,其余其余DNA休眠。休眠。任何一个多细胞生物的体细胞都含有完全相同的DNA。RNARNA的结构特点的结构特点2.2 RNA的结构与功能的结构与功能（一）（一） 一级结构一级结构 核糖核苷酸通过磷酸二酯键相连形成的长链（二）（二） 二级结构二级结构 RNA中的碱基配对原则中的碱基配对原则 二级结构含短的不完全螺旋区的多核苷酸链；根据在蛋白质合成中所起的作用，根据在蛋白质合成中所起的作用，RNARNA分为三类：分为三类： 1 1信使核酸（信使核酸（mRNAmRNA）传递传递DNADNA的遗传信息，的遗传信息

22、， 合成模板合成模板。 2 2核糖体核酸（核糖体核酸（rRNArRNA）合成蛋白质的场所合成蛋白质的场所。 3 3转移核糖核酸（转移核糖核酸（tRNAtRNA）搬运工具搬运工具在蛋白质的合成中在蛋白质的合成中tRNAtRNA按照按照mRNAmRNA传递的指令，将某一氨传递的指令，将某一氨基酸搬运到指定的位置进行合成。基酸搬运到指定的位置进行合成。tRNAtRNA的专一性很高，的专一性很高，一种一种tRNAtRNA只能搬运一种氨基酸。只能搬运一种氨基酸。在核苷酸分子中，每三个核苷酸组成一个联体，决定着在核苷酸分子中，每三个核苷酸组成一个联体，决定着生物体内合成蛋白质中的一种氨基酸，即遗传密码生物

23、体内合成蛋白质中的一种氨基酸，即遗传密码 。（一）信使（一）信使RNARNA的结构与功能的结构与功能* * 真核生物真核生物mRNAmRNA的结构特点的结构特点1. 1. 大多数真核大多数真核mRNAmRNA的的5 5 末端形成帽子结构：末端形成帽子结构：m m7 7GpppNGpppNm m- -。2. 2. 大多数真核大多数真核mRNAmRNA的的3 3 末端有一个多聚腺苷酸末端有一个多聚腺苷酸(polyA)(polyA)结构，称为多聚结构，称为多聚A A尾。尾。3.3.翻译起始的调控翻译起始的调控* mRNA的功能的功能 DNAmRNA蛋白蛋白转录转录翻译翻译原核细胞原核细胞 细胞质细胞

24、质细胞核细胞核DNA内含子内含子外显子外显子转录转录转录后剪接转录后剪接转运转运mRNAhnRNA翻译翻译蛋白蛋白真核细胞真核细胞 * tRNA的二级结构的二级结构三叶草形三叶草形 氨基酸臂氨基酸臂 DHU环环 反密码环反密码环 额外环额外环 TC环环氨基酸氨基酸臂臂额外环额外环* tRNA的功能：的功能：活化、搬运氨基酸到核糖体，活化、搬运氨基酸到核糖体，参与蛋白质的翻译。参与蛋白质的翻译。（三）（三）rRNA的结构与功能的结构与功能原核生物（以大肠杆菌为例）原核生物（以大肠杆菌为例）真核生物（以小鼠肝为例）真核生物（以小鼠肝为例）小亚基小亚基30S40SrRNA16S1542个核苷酸个核苷

25、酸18S1874个核苷酸个核苷酸蛋白质蛋白质21种种占总重量的占总重量的40%33种种占总重量的占总重量的50%大亚基大亚基50S60SrRNA23S5S2940个核苷酸个核苷酸120个核苷酸个核苷酸28S5.85S5S4718个核苷酸个核苷酸160个核苷酸个核苷酸120个核苷酸个核苷酸蛋白质蛋白质31种种占总重量的占总重量的30%49种种占总重量的占总重量的35%核蛋白体的组成核蛋白体的组成* rRNArRNA的功能的功能: :组成核蛋白体，作为蛋白质合成的场所。组成核蛋白体，作为蛋白质合成的场所。（四）（四）RNA在蛋白质合成中起着重要的在蛋白质合成中起着重要的辅助作用辅助作用1.mRNA

26、信使信使RNA2.rRNA 核糖体核糖体RNA3.tRNA 转运转运RNA 4.RNA病毒以RNA为遗传物质；核酸在生物体内主要与蛋白质结合成核酸蛋白存在。核酸在生物体内主要与蛋白质结合成核酸蛋白存在。核酸具有极重要的生理功能，是生物遗传的物质基础。核酸具有极重要的生理功能，是生物遗传的物质基础。 DNA主要存在于细胞核中主要存在于细胞核中，它们是遗传信息的携带者，它们是遗传信息的携带者，DNA的结构决定生物合成蛋白质的特定结构，并保证把的结构决定生物合成蛋白质的特定结构，并保证把这种特性遗传给下一代。这种特性遗传给下一代。 RNA主要存在于细胞质中主要存在于细胞质中，它们是以，它们是以DNA

27、为为模板模板而形而形成的，并且直接参加蛋白质的生物合成过程。成的，并且直接参加蛋白质的生物合成过程。 因此，因此，DNA是是RNA的模板的模板，而，而RNA又是蛋白质的模又是蛋白质的模板。存在于板。存在于DNA分子上的遗传信息就这样由分子上的遗传信息就这样由DNA传递给传递给RNA，再传递给蛋白质。通过，再传递给蛋白质。通过DNA的复制，遗传信息一的复制，遗传信息一代代传下去。代代传下去。核酸的功能概述核酸的功能概述 在多肽链的合成中，氨基酸是基本原料，mRNA是模板， tRNA是运载工具，rRNA是合成肽链的现场（工作台）。合成中所需能量由GTP（鸟苷三磷酸）、ATP（腺苷三磷酸）供应。 有

28、些DNA是现在已知最大的高分子，它的链长是惊人的，有些细菌的DNA可以长到几毫米，有几十万至几百万的碱基，在电子显微镜下可以看得很清楚，如不是分子太细的话，肉眼也可以看得见。一个相对分子质量近几十亿的硕大分子，当然可以预料到它非常脆弱，容易发生变化和分子的断折。因此这为分离核酸造成很大的困难，有时微弱的搅拌和震动即能使分子断裂。核酸纯度的标准及分子的大小目前还没有可靠的方法测定。 一、酸性化合物一、酸性化合物n 两性解离，但酸性强两性解离，但酸性强n 电泳行为电泳行为泳向正极（泳向正极（pH7-8） 二、高分子性质二、高分子性质n 粘度粘度 DNARNAn 超离心沉降超离心沉降n 凝胶过滤凝胶

29、过滤n 分子大小单位：分子量（道尔顿，分子大小单位：分子量（道尔顿，D）、）、碱基对数目（碱基对数目（bp）、离心沉降常数（）、离心沉降常数（S） n 沉淀行为沉淀行为加盐（中和电荷）；乙醇加盐（中和电荷）；乙醇第三节 核酸的理化性质三、核酸的紫外吸收 最大吸收峰 ：260nmv在核酸分子中，由于在核酸分子中，由于嘌呤碱和嘧啶碱具有嘌呤碱和嘧啶碱具有共轭双键体系，因而共轭双键体系，因而具有独特的紫外线吸具有独特的紫外线吸收光谱，一般在收光谱，一般在260nm260nm左右有最大吸左右有最大吸收峰，可以作为核酸收峰，可以作为核酸及其组份定性和定量及其组份定性和定量测定的依据测定的依据四、变性与复

30、性1.1.核酸的变性：核酸的变性：在某些理化因素作用下（温度、在某些理化因素作用下（温度、 酸碱、有机溶剂、尿素等），核酸分子互补酸碱、有机溶剂、尿素等），核酸分子互补 双链之间氢键断裂，空间结构破坏，双链之间氢键断裂，空间结构破坏，双螺旋结构解双螺旋结构解体，体，使双螺旋结构松散变成使双螺旋结构松散变成 单链的过程。单链的过程。2.2.核酸的复性：核酸的复性：又称又称退火，退火，变性核酸在一定条变性核酸在一定条 件下如温度逐步恢复到生理范围内，两条件下如温度逐步恢复到生理范围内，两条 互补链重新恢复天然的双螺旋构象。互补链重新恢复天然的双螺旋构象。DNA的变性的变性(denaturation

31、)方法：方法：过量酸，碱，加热，变性试剂如尿素、酰过量酸，碱，加热，变性试剂如尿素、酰胺以及某些有机溶剂如乙醇、丙酮等。胺以及某些有机溶剂如乙醇、丙酮等。变性后其它理化性质变化：变性后其它理化性质变化：粘度下降；比旋度粘度下降；比旋度下降；浮力密度升高；酸碱滴定曲线改变；生下降；浮力密度升高；酸碱滴定曲线改变；生物活性改变物活性改变DNADNA变性的本质是双链间氢键的断裂变性的本质是双链间氢键的断裂核酸的变性 核酸的复性 增色效应：核酸在变性过程中260nm波长吸收值（ A260 ）增加 减色效应：核酸在复性过程中260nm波长吸收值（ A260 ）减小 当当DNADNA的稀盐溶液加热到的稀盐

32、溶液加热到80-10080-100时，双螺旋结构时，双螺旋结构即发生解体，两条链彼此分开，形成无规线团。即发生解体，两条链彼此分开，形成无规线团。 80 90 100 100%50%OD260（254） Tm 变性温度范围变性温度范围融解温度（融解温度（melting melting temperature,Tmtemperature,Tm）：）：DNADNA热变性热变性过程中，紫外吸收达到最大值的一半时溶液的温度过程中，紫外吸收达到最大值的一半时溶液的温度称为融解温度（称为融解温度（TmTm）或解链温度、变性温度。）或解链温度、变性温度。 实验室常用的方法实验室常用的方法热变性热变性DNA加

33、热加热50%DNA发生变性发生变性此时的温度：此时的温度：熔点熔点 Tm此时的温度：此时的温度：熔点熔点 Tm解链温度影响影响TmTm值的因素值的因素(1)(1)溶液的性质溶液的性质(2)DNA(2)DNA的性质和组成的性质和组成大肠杆菌大肠杆菌DNADNA在不同浓度在不同浓度KClKCl溶液下的溶液下的熔融温度曲线熔融温度曲线nGC含量越高，含量越高，Tm越大越大 （1）变性后理化性质改变）变性后理化性质改变nDNA溶液的粘度降低溶液的粘度降低n浮力密度增加浮力密度增加n旋光偏振光改变旋光偏振光改变n紫外吸收增加（增色效应）紫外吸收增加（增色效应）增色效应（增色效应（hyperochromi

34、c effect）：）：DNA变变性后，在性后，在260nm处的紫外吸收增高，称为高色效处的紫外吸收增高，称为高色效应或增色效应。应或增色效应。 （2）变性后的）变性后的DNA一级结构没有改变。一级结构没有改变。（3）融解温度（）融解温度（melting temperature,Tm）：）：DNA热变性过程中，紫外吸收达到最大值的一半热变性过程中，紫外吸收达到最大值的一半时溶液的温度称为融解温度（时溶液的温度称为融解温度（Tm）GC含量越高，含量越高，Tm越大越大DNA越长，越长，Tm越大越大溶液离子强度增高，溶液离子强度增高，Tm值增加值增加DNA越纯，相变范围越小越纯，相变范围越小 2、D

35、NA复性复性DNA复性复性(renaturation)的定义的定义:在适当条件下，在适当条件下，变性变性DNADNA的两条互补链可恢复天然的双螺旋构象，的两条互补链可恢复天然的双螺旋构象，这一现象称为这一现象称为复性复性。热变性的热变性的DNADNA经缓慢冷却后即可复性，这一过经缓慢冷却后即可复性，这一过程称为程称为退火退火(annealing)(annealing) 。减色效应减色效应（hypochromic effect ）:DNA复性时，复性时，其溶液其溶液OD260降低。降低。DNADNA复性复性在在DNA变性后的复性过程中，如果将不变性后的复性过程中，如果将不同种类的同种类的DNA单链分子或单链分子或RNA分子放在同一分子放在同一溶液中，只要两种单链分子之间存在着一定溶液中，只要两种单链分子之间存在着一定程度的碱基配对关系，在适宜的条件（温度程度的碱基配对关系，