核酸的光谱学和热力学特性

要点核酸的紫外光吸收DNA的纯度核酸定量减色效应和增色效应热变性及复性嘌呤(purine)

腺嘌呤(adenine,A)鸟嘌呤(guanine,G)嘧啶(pyrimidine)胞嘧啶(cytosine,C)尿嘧啶(uracil,U)胸腺嘧啶(thymine,T)核酸的紫外吸收

嘌呤环和嘧啶环中含有共轭双键，因而都有吸收紫外光的性质，吸收高峰在波长260nm左右。

减色效应

单一核苷酸>RNA和ssDNA>dsDNA,这种dsDNA相对于ssDNA吸收值减少的现象就成为减色效应。dsDNA吸收值之所以最少，是由于碱基在疏水环境中的堆积所造成的。在研究核酸、核苷酸、核苷及碱基时，可以此对核酸进行定性及定量分析。另外，紫外线照射可引起DNA突变，也是由于存在于DNA中的核苷酸吸收紫外光所造成的。OD260的应用:核酸定量

1.DNA或RNA的定量OD260=1.0相当于50

g/ml双链DNA40

g/ml单链DNA（或RNA）20

g/ml寡核苷酸2.判断核酸样品的纯度DNA纯品:OD260/OD280=1.8RNA纯品:OD260/OD280=2.0核酸定量在研究核酸、核苷酸、核苷及碱基时，可以此对核酸进行定性及定量分析。DNA纯度dsDNA的A260/A280=1.8RNA的A260/A280=2.0蛋白质的最大吸收峰为280nm如果A260/A280>1.8,说明有RNA污染。如果A260/A280<1.8，说明有蛋白质污染。溶解性：RNA和DNA是极性的化合物都微溶于水不溶于乙醇乙醚、氯仿等有机溶剂。在生物细胞内都与蛋白质结合成核蛋白。DNA核蛋白(DNP)与RNA核蛋白(RNP)的溶解度受溶液的盐浓度的影响而不同。DNP溶于水和浓盐溶液，在1mol/L的NaCl溶液中溶解度比纯水高2倍，但在0.14mol/L的NaCl溶液中溶解度最低，仅为水的1%，几乎不溶解；RNP在盐溶液中其溶解度受盐浓度的影响较小，在0.14mol/L的NaCl溶解度较大。因此，在核酸的提取中，常用此法将两种核蛋白分开，然后用蛋白质变性剂去除蛋白质。核酸的热变性与复性变性（denaturation）核酸的变性是指核酸的互补配对碱基之间的氢键断裂，而构成磷酸-戊糖骨架的3',5'-磷酸二酯键并未发生变化。温度升高，溶液的盐浓度降低，或者溶液的酸碱度改变，都可以使核酸发生变性。实验室中最常用的使DNA分子变性的方法之一是加热。DNA分子的变性可以导致

A260增加。

变性引起紫外吸收值的改变DNA的紫外吸收光谱增色效应：DNA变性时其溶液OD260增高的现象。RNA随温度升高碱基堆积会逐渐减少，光吸收值会逐渐地、不规则地增大。dsDNA升温过程中，分子末端及内部富含A-T的区域的变性将会使其附近的螺旋变得不稳定，从而导致整个分子结构在一个确定的温度共同变性，这一温度取过渡期的中点值，称为解链温度（meltingtemperature），以Tm表示。Tm值计算公式为：

Tm＝69.3+41(G+C)%

少于20个碱基的寡核苷酸的

Tm＝4(G+C)+2(A+T)

DNA的复性

DNA复性(renaturation)的定义在适当条件下，变性DNA的两条互补链可恢复天然的双螺旋构象，这一现象称为复性。DNA复性时，其溶液OD260降低。热变性的DNA经缓慢冷却后即可复性，这一过程称为退火(annealing)。在DNA变性后的复性过程中，如果将不同种类的DNA单链分子或RNA分子放在同一溶液中，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（温度及离子强度）下，就可以在不同的分子间形成杂化双链(heteroduplex)。这种杂化双链可以在不同的DNA与DNA之间形成，