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1、7-3 核酸的物理化学性质 上册P502（一） 核酸的水解：所有糖苷键和磷酸酯键都能被水解。（1） 酸水解：糖苷键比磷酸二酯键易被水解，嘌呤碱糖苷键比嘧啶碱更易水解。（2） 碱水解：磷酸酯键易水解，RNA比DNA易水解，因为RNA核糖上有2-OH，水解过程见P502。（3） 酶水解：为水解磷酸二酯键的酶，专一水解核酸的为核酸酶。1. 核酸酶的分类：按底物专一性分为RNase（核糖核酸酶）和DNase（脱氧核糖核酸酶）。按对底物作用方式分为内切酶（作用点在核糖核酸酶内部）和外切酶（作用点在末端）。2. RNase：如牛胰核糖核酸酶（EC 2.7.7.16），内切酶，作用位点为嘧啶核苷（Py）-3
2、-磷酸与其他核苷酸之间的连键。3. 限制性内切酶：为DNase。剪裁DNA的工具，可用于核酸测序和基因工程。在细菌中发现，目前已找到限制性内切酶数千种。限制性内切酶往往与甲基化酶成对存在，自身酶作用位点的碱基被甲基化，内切酶不再降解，因而可识别和降解外源DNA。断裂位点处常有二重旋转（轴）对称性（回文结构，正读反读相同），在特定位点两条链切断后形成粘末端或平末端。限制性内切酶命名：如E. coR ，第1个字母E(大写)，为大肠杆菌(E.coli)属名的第一个字母，第2、3两个字母co（小写）为种名头两个字母，第4个字母 R，表示菌株，最后一个罗马字为该细菌中已分离这一类酶的编号。（二） 核酸的
3、酸碱性质：核苷和核苷酸都是兼性离子，碱基和磷酸基均能解离，见P505，具有酸碱性。由于DNA酸碱变性，使酸碱滴定曲线不可逆。（三） 核酸的紫外吸收：嘌呤环与嘧啶环具有共轭双键，核苷和核酸的吸收波段在240290nm，最大吸收值在260nm附近（蛋白质最大吸收值280nm）。（1） 可用于测样品纯度（测吸光度A）：A260/A280比值，纯DNA应大于1.8，纯RNA应达到2.0，若样品混有杂蛋白，比值明显降低。对于纯样品，从260nm的A值即可算出含量。A值为1，相当于50g/mL DNA双螺旋，或40g/mL单链DNA（或RNA），或20g/mL寡核苷酸。（2） 核酸的摩尔磷吸光系数（P）：
4、为含有1克原子磷（30.98g）的核酸在260nm处的吸光系数。 （P）= A / CL. = 30.98 A / W L A：吸收值， C：每升溶液的磷摩尔数，C=W/30.98， L：比色杯内径。一般天然DNA （P）为6600，RNA为77007800由于双螺旋结构使碱基对的电子云发生重叠，使紫外吸收比单链减少，由此可判断DNA是否变性。DNA变性时（P）值升高，增色效应。DNA复性时（P）值降低，减色效应。核酸比所含核苷酸单体的（P）低4045%。（四） 核酸的变性、复性及杂交：（1） 变性：核酸双螺旋区的氢键断裂变成单链，不涉及共价键的断裂。降解：多核苷酸骨架上共价键（3，5-磷酸二
5、酯键）断裂，分子量降低。引起变性因素：热变性，酸碱变性，变性剂（如尿素，甲醛等）变性（竞争形成氢键）。DNA变性温度：又称熔点或熔解温度，为DNA双螺旋结构失去一半时的温度，用Tm表示，DNA的Tm一般为82950C。DNA变性是爆发式的，变性在一个很窄温度范围内发生。P508 图14-4为DNA变性过程。影响Tm的因素：1. DNA的均一性：均一则Tm窄，如poly (A-T)， poly d(G-C)等， Tm窄。2. G-C含量：Tm值与G-C含量成正比，G-C含量越高，Tm值越高，因为G-C间三个氢键。G-C含量与Tm关系的经验公式：G-C% = (Tm - 69.3) 2.44可由G
6、-C含量计算Tm或由Tm计算G-C含量。3. 介质离子强度：离子强度较高时，DNA的Tm值较高，DNA较稳定，因此DNA的保存在含盐（如1mol NaCl）缓冲溶液中。RNA的变性：RNA分子中有局部双螺旋区，所以也可发生变性，只是Tm值较低，且范围较宽双链RNA变性几乎与DNA同。（2） 复性：变性DNA在适当条件下，两条彼此分开的链重新缔合成双螺旋结构的过程称为复性。变性DNA在缓慢冷却时，可以复性的过程称为退火。加热变性的DNA为防止复性，需骤冷处理。DNA复性，浓度越大复性越快，且具有多重复序列的复性快。（3） 核酸的杂交：不同来源的DNA热变性后慢慢冷却，若异源DNA之间某些区域有相同序列，则复性时会形成杂交DNA分子。DNA与互补的RNA之间也可发生杂交。核酸杂交应用广泛，可用来检测特殊核苷酸序列的一个或更多的DNA片断，将少量基因钓出，是基因芯片，基因探针的工作根据。
