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1、核核酸酸的的结结构构与与功功能能l核核酸酸与与蛋蛋白白质质一一样样，是是一一切切生生物物机机体体不不可缺少的组成部分。可缺少的组成部分。l核酸是生命遗传信息的携带者和传递者，核酸是生命遗传信息的携带者和传递者，它不仅对于生命的延续，生物物种遗传它不仅对于生命的延续，生物物种遗传特性的保持，生长发育，细胞分化等起特性的保持，生长发育，细胞分化等起着重要的作用，而且与生物变异，如肿着重要的作用，而且与生物变异，如肿瘤、遗传病、代谢病等也密切相关。瘤、遗传病、代谢病等也密切相关。l因此，核酸是现代生物化学、分子生物因此，核酸是现代生物化学、分子生物学和医学的重要基础之一。学和医学的重要基础之一。核酸
2、与遗传核酸与遗传l早在早在18681868年，年，F. MiescherF. Miescher从细胞核中分从细胞核中分离得到一种酸性物质，即现在被称为核离得到一种酸性物质，即现在被称为核酸的物质。酸的物质。l19391939年，年，E. KnappE. Knapp等第一次用实验方法等第一次用实验方法证实核酸是生命遗传的基础物质。证实核酸是生命遗传的基础物质。 第一节第一节 核酸的分类和组成核酸的分类和组成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（RN
3、ARNA）lRibonucleic AcidRibonucleic Acid。一、一、核酸的分类核酸的分类lDNADNA分子含有生物物分子含有生物物种的所有遗传信息，种的所有遗传信息，分子量一般都很大。分子量一般都很大。lDNADNA为双链分子，其为双链分子，其中大多数是链状结中大多数是链状结构大分子，也有少构大分子，也有少部分呈环状结构。部分呈环状结构。脱氧核糖核酸（脱氧核糖核酸（DNADNA）核糖核酸（核糖核酸（RNARNA）lRNARNA主要是负责主要是负责DNADNA遗传信息的遗传信息的翻译和表翻译和表达达，分子量要比，分子量要比DNADNA小得多。小得多。RNARNA为单链为单链分子
4、。分子。RNARNA的类别的类别l根根据据RNARNA的的功功能能，可可以以分分为为mRNAmRNA、tRNAtRNA和和rRNArRNA三种。三种。mRNA (mRNA (信使信使RNA)RNA)l约占总约占总RNARNA的的5%5%。l不不同同细细胞胞的的mRNAmRNA的的链链长长和和分分子子量量差差异异很很大。大。l它它的的功功能能是是将将DNADNA的的遗遗传传信信息息传传递递到到蛋蛋白白质合成基地质合成基地 核糖核蛋白体。核糖核蛋白体。Messenger RNAtRNA (tRNA (转移转移RNA)RNA)l约占总约占总RNARNA的的10-15%10-15%。l它它在在蛋蛋白白
5、质质生生物物合合成成中中起起翻翻译译氨氨基基酸酸信信息息，并并将将相相应应的的氨氨基基酸酸转转运运到到核核糖糖核核蛋蛋白体的作用。白体的作用。l已已知知每每一一个个氨氨基基酸酸至至少少有有一一个个相相应应的的tRNAtRNA。lRNARNA分分子子的的大大小小很很相相似似，链链长长一一般般在在73-73-7878个核苷酸之间。个核苷酸之间。lTransfer RNATransfer RNArRNA (rRNA (核糖体核糖体RNA)RNA)l约占全部约占全部RNARNA的的80%80%，l是核糖核蛋白体的主要组成部分。是核糖核蛋白体的主要组成部分。lrRNA rRNA 的功能与蛋白质生物合成相
6、关。的功能与蛋白质生物合成相关。Ribosome RNARibosome RNA二二 核酸的化学组成核酸的化学组成l核酸（核酸（DNADNA和和RNARNA）是一种线性多聚核苷）是一种线性多聚核苷酸，它的基本结构单元是酸，它的基本结构单元是核苷酸核苷酸。l核苷酸本身由核苷和磷酸组成核苷酸本身由核苷和磷酸组成, , l而核苷则由戊糖和碱基形成而核苷则由戊糖和碱基形成lDNADNA与与RNARNA结构相似，但在组成成份上略结构相似，但在组成成份上略有不同。有不同。1 1核苷酸核苷酸（1 1）组成核酸的碱基）组成核酸的碱基l腺嘌呤腺嘌呤Adenine1 1核苷酸核苷酸（1 1）组成核酸的碱基）组成核
7、酸的碱基l鸟嘌呤鸟嘌呤guanine1 1核苷酸核苷酸（1 1）组成核酸的碱基）组成核酸的碱基l尿嘧啶尿嘧啶uracil1 1核苷酸核苷酸（1 1）组成核酸的碱基）组成核酸的碱基l胞嘧啶胞嘧啶cytosine1 1核苷酸核苷酸（1 1）组成核酸的碱基）组成核酸的碱基l胸腺嘧啶胸腺嘧啶thymine1 1核苷酸核苷酸碱基的结构特征碱基的结构特征l碱碱基基都都具具有有芳芳香香环环的的结结构构特特征征。嘌嘌呤呤环环和嘧啶环均呈平面或接近于平面的结构。和嘧啶环均呈平面或接近于平面的结构。l碱碱基基的的芳芳香香环环与与环环外外基基团团可可以以发发生生酮酮式式烯醇式或胺式烯醇式或胺式亚胺式互变异构。亚胺式
8、互变异构。胺胺式式亚亚胺胺式式互互变变异异构构酮酮式式烯烯醇醇式式互互变变异异构构1 1核苷酸核苷酸碱基的结构特征碱基的结构特征l嘌嘌呤呤碱碱和和嘧嘧啶啶碱碱分分子子中中都都含含有有共共轭轭双双键键体体系系，在在紫紫外外区区有有吸吸收收（260 260 nmnm左右）。左右）。1 1核苷酸核苷酸（2 2）戊糖）戊糖l组成核酸的戊糖有两种。组成核酸的戊糖有两种。DNADNA所含的糖为所含的糖为-D-2-D-2-脱氧核糖；脱氧核糖；RNARNA所含的糖则为所含的糖则为-D-D-核糖。核糖。1 1核苷酸核苷酸（3 3）核苷）核苷 nucleoside nucleosidel糖与碱基之间的糖与碱基之间
9、的C-NC-N键，称为键，称为C-NC-N糖苷键糖苷键。1 1核苷酸核苷酸（4 4）核苷酸）核苷酸nucleotidenucleotidel核苷酸是核苷的磷酸酯。作为核苷酸是核苷的磷酸酯。作为DNADNA或或RNARNA结构单元的核结构单元的核苷酸分别是苷酸分别是5-5-磷酸磷酸- -脱氧核糖核苷和脱氧核糖核苷和5-5-磷酸磷酸- -核糖核糖核苷。核苷。1 1核苷酸核苷酸(5)(5)修饰成分修饰成分l核酸中也存在一些不常见的稀有碱基。核酸中也存在一些不常见的稀有碱基。稀有碱基的种类很多，大部分是上述碱稀有碱基的种类很多，大部分是上述碱基的甲基化产物。基的甲基化产物。2 2核苷酸的衍生物核苷酸的
10、衍生物ATP是生物体内分布最广和最重要的一种核苷酸衍生是生物体内分布最广和最重要的一种核苷酸衍生物。它的结构如下：物。它的结构如下：（1） ATP (腺嘌呤核糖核苷三磷酸腺嘌呤核糖核苷三磷酸)ATPATP的性质的性质lATP ATP 分子的最显著特点是含有分子的最显著特点是含有两个高能磷酸键。两个高能磷酸键。ATPATP水解时水解时, , 可以释放出大量自由能。可以释放出大量自由能。lATP ATP 是生物体内最重要的能量是生物体内最重要的能量转换中间体。转换中间体。ATP ATP 水解释放出水解释放出来的能量用于推动生物体内各来的能量用于推动生物体内各种需能的生化反应。种需能的生化反应。lA
11、TP ATP 也也是是一一种种很很好好的的磷磷酰酰化化剂剂。磷磷酰酰化化反反应应的的底底物物可可以以是是普普通通的的有有机机分分子子，也也可可以以是是酶酶。磷磷酰酰化化的的底底物物分分子子具具有有较较高高的的能能量量（活活化化分分子子），是是许许多多生生物物化学反应的激活步骤。化学反应的激活步骤。 (2)GTP (2)GTP (鸟嘌呤核糖核苷三磷酸鸟嘌呤核糖核苷三磷酸) )lGTPGTP是是生生物物体体内内游游离离存存在在的的另另一一种种重重要要的的核核苷苷酸酸衍衍生生物物。它它具具有有ATP ATP 类类似似的的结结构构, , 也也是是一一种种高能化合物。高能化合物。lGTPGTP主主要要是
12、是作作为为蛋蛋白白质质合合成成中中磷磷酰酰基基供供体体。在在许多情况下许多情况下, ATP , ATP 和和 GTP GTP 可以相互转换。可以相互转换。l （3 3）cAMP cAMP 和和 cGMP cGMPlcAMP(3,5- cAMP(3,5- 环环腺腺嘌嘌呤呤核核苷苷一一磷磷酸酸) )和和 cGMP( cGMP( 3,5-3,5-环环鸟鸟嘌嘌呤呤核核苷苷一一磷磷酸酸) )的的主主要要功功能能是是作作为为细细胞胞之之间间传传递递信信息息的的信使。信使。lcAMP cAMP 和和 cGMP cGMP 的的环环状状磷磷酯酯键键是是一一个个高高能能键键。在在 pH pH 7.4 7.4 条条
13、件件下下, , cAMP cAMP 和和 cGMP cGMP 的的水水解解能能约约为为43.9 43.9 kj kj /mol/mol，比比 ATP ATP 水解能高得多。水解能高得多。3 3多聚核苷酸多聚核苷酸l多多聚聚核核苷苷酸酸是是通通过过核核苷苷酸酸的的5-5-磷磷酸酸基基与与另另一一分分子子核核苷苷酸酸的的C C3 3-OH-OH形形成成磷磷酸酸二二酯键相连而成的链状聚合物。酯键相连而成的链状聚合物。l由脱氧核糖核苷酸聚合而成的称为由脱氧核糖核苷酸聚合而成的称为DNADNA链；链；l由核糖核苷酸聚合而成的则称为由核糖核苷酸聚合而成的则称为RNARNA链。链。多聚核苷酸的特点多聚核苷酸
14、的特点l在在多多聚聚核核苷苷酸酸中中，两两个个核核苷苷酸酸之之间间形形成成的的磷磷酸酸二酯键通常称为二酯键通常称为5353磷酸二酯键。磷酸二酯键。l多多聚聚核核苷苷酸酸链链一一端端的的C C5 5带带有有一一个个自自由由磷磷酸酸基基，称称为为5-5-磷磷酸酸端端（常常用用5-P5-P表表示示）；另另一一端端C C3 3带带有有自自由由的的羟羟基基，称称为为3-3-羟羟基基端端（常常用用3-OH3-OH表示）。表示）。l多多聚聚核核苷苷酸酸链链具具有有方方向向性性，当当表表示示一一个个多多聚聚核核苷苷酸酸链链时时，必必须须注注明明它它的的方方向向是是5353或或是是3535。方向性方向性l在多聚
15、核苷酸（在多聚核苷酸（DNADNA或或RNARNA）链）链中，由于构成核苷酸单元的戊中，由于构成核苷酸单元的戊糖和磷酸基是相同的，体现核糖和磷酸基是相同的，体现核苷酸差别的实际上只是它所带苷酸差别的实际上只是它所带的碱基，所以多聚核苷酸链结的碱基，所以多聚核苷酸链结构也可表示为：构也可表示为：l在在讨讨论论有有关关核核酸酸问问题题时时，一一般般只只关关心心其其中中碱碱基基的的种种类类和和顺顺序序，所所以以上上式式可以进一步简化为：可以进一步简化为：5PAPCPGPCPTPGPTPA 3l l 或5 ACGCTGTA 3第二节第二节 核酸的一级结构核酸的一级结构l多聚核苷酸是由四种不同的核苷酸单
16、元按特定的顺序多聚核苷酸是由四种不同的核苷酸单元按特定的顺序组合而成的线性结构聚合物，因此，它具有一定的核组合而成的线性结构聚合物，因此，它具有一定的核苷酸顺序，即碱基顺序。苷酸顺序，即碱基顺序。l核酸的碱基顺序是核酸的一级结构。核酸的碱基顺序是核酸的一级结构。lDNADNA的碱基顺序本身就是遗传信息存储的分子形式。生的碱基顺序本身就是遗传信息存储的分子形式。生物界物种的多样性即寓于物界物种的多样性即寓于DNADNA分子中四种核苷酸千变万分子中四种核苷酸千变万化的不同排列组合之中。化的不同排列组合之中。l而而mRNA(mRNA(信息信息RNA)RNA)的碱基顺序，则直接为蛋白质的氨基的碱基顺序
17、，则直接为蛋白质的氨基酸编码，并决定蛋白质的氨基酸顺序。酸编码，并决定蛋白质的氨基酸顺序。第三节第三节 DNA DNA的空间的空间结构与功能结构与功能l19531953年年，J. J. WatsonWatson和和F. F. Crick Crick 在在前前人人研研究究工工作作的的基基础础上上，根根据据DNADNA结结晶晶的的X-X-衍衍射射图图谱谱和和分分子子模模型型，提提出出了了著著名名的的DNADNA双双螺螺旋旋结结构构模模型型，并并对对模模型型的的生生物物学学意意义义作作出出了了科科学学的解释和预测。的解释和预测。1 1DNADNA双螺旋结构的特点双螺旋结构的特点lDNADNA分分子子
18、由由两两条条DNADNA单单链组成。链组成。lDNADNA的的双双螺螺旋旋结结构构是是分分子子中中两两条条DNADNA单单链链之之间间基基团团相相互互识识别别和和作用的结果。作用的结果。l双双螺螺旋旋结结构构是是DNADNA二二级结构的最基本形式。级结构的最基本形式。DNADNA双螺旋结构的要点双螺旋结构的要点l（1 1）DNADNA分分子子由由两两条条多多聚聚脱脱氧氧核核糖糖核核苷苷酸酸链链( (简简称称DNADNA单单链链) )组组成成。两两条条链链沿沿着着同同一一根根轴轴平平行行盘盘绕绕，形形成成右右手手双双螺螺旋旋结结构构。螺螺旋旋中中的的两两条条链链方方向向相相反反，即即其其中中一一
19、条条链链的的方方向向为为5353，而而另另一一条条链链的的方方向为向为3535。l（2 2）嘌嘌呤呤碱碱和和嘧嘧啶啶碱碱基基位位于于螺螺旋旋的的内内侧侧，磷磷酸酸和和脱脱氧氧核核糖糖基基位位于于螺螺旋旋外外侧侧。碱碱基基环环平平面面与与螺螺旋旋轴垂直。轴垂直。DNADNA双螺旋结构的要点双螺旋结构的要点l（3 3）螺旋的直径约）螺旋的直径约为为2nm2nm，螺旋每旋转，螺旋每旋转一周包含一周包含1010对碱基，对碱基，每个碱基的旋转角度每个碱基的旋转角度为为3636度。螺距为度。螺距为3.4 3.4 nmnm，每个碱基平面之，每个碱基平面之间的距离为间的距离为0.34nm0.34nmDNADN
20、A双螺旋结构的要点双螺旋结构的要点DNADNA双螺旋结双螺旋结构的要点构的要点l（4 4）维系）维系DNADNA双螺旋稳定双螺旋稳定的化学键：的化学键：l横向是氢键。横向是氢键。A A和和T T之间形之间形成两个氢键，成两个氢键，G G与与C C之间形之间形成三个氢键。成三个氢键。l纵向是碱基平面间的疏水纵向是碱基平面间的疏水性堆积力。性堆积力。l原核生物DNA的高级结构l真核生物DNA的高级结构2 2DNADNA超螺旋结构超螺旋结构DNA的存在形式3 3DNADNA的功能的功能l复制的模板复制的模板l转录的模板转录的模板tRNAtRNA一级结构的特点一级结构的特点ltRNAtRNA分子具有以
21、下特点：分子具有以下特点：l是分子量最小的一类核是分子量最小的一类核酸。大约由酸。大约由70709090个核个核苷酸组成。苷酸组成。l分子中含有较多的稀有分子中含有较多的稀有碱基碱基l3-3-末端都具有末端都具有CCACCA的结的结构。构。第四节第四节 RNA的结构与功能的结构与功能m mRNARNA一级结构的特点一级结构的特点l真核细胞真核细胞mRNAmRNA的的3-3-末端有一段长达末端有一段长达200200个核苷个核苷酸左右的聚腺苷酸酸左右的聚腺苷酸(polyA)(polyA)，称为，称为 “ “尾结构尾结构” ” ，5 -5 -末端有一个甲基化的鸟苷酸，称为末端有一个甲基化的鸟苷酸，称
22、为” ” 帽结构帽结构“ “ 。l极大多数真核细胞极大多数真核细胞mRNAmRNA在在3-3-末端有一段长约末端有一段长约200200核苷酸的核苷酸的polyApolyA。polyApolyA是在转录后经是在转录后经polyApolyA聚合酶的作用而添加上去的。原核生物的聚合酶的作用而添加上去的。原核生物的mRNAmRNA一般无一般无polyApolyA，但某些病毒，但某些病毒mBNAmBNA也有也有3-3-polyA,polyApolyA,polyA可能有多方面功能可能有多方面功能, ,与与mRNAmRNA从细胞从细胞核到细胞质的转移有关；与核到细胞质的转移有关；与mRNAmRNA的半寿期有
23、关，的半寿期有关，新合成的新合成的mRNA,mRNA,polyApolyA链较长，而衰老的链较长，而衰老的mRNAmRNA，polyApolyA链缩短链缩短rRNA真核生物真核生物rRNArRNA有四类：有四类：5SrRNA5SrRNA，5.8SrRNA5.8SrRNA，18SrRNA18SrRNA，28SRNA28SRNA；原核生物；原核生物rRNArRNA有三类：有三类： 5SrRNA5SrRNA，16SrRNA16SrRNA，23SrRNA.23SrRNA.RNARNA的高级结构特点的高级结构特点lRNARNA是是单单链链分分子子，因因此此，在在RNARNA分分子子中中，并并不不遵遵守守
24、碱碱基基种种类类的的数数量量比比例例关关系系，即即分分子子中中的的嘌嘌呤呤碱碱基基总总数数不不一一定定等等于于嘧嘧啶啶碱基的总数。碱基的总数。lRNARNA分分子子中中，部部分分区区域域也也能能形形成成双双螺螺旋旋结结构构，不不能能形形成成双双螺螺旋旋的的部部分分，则则形形成成突突环环。这这种种结结构构可可以以形形象象地地称称为为“发发夹夹型型”结构。结构。l在在RNARNA的的双双螺螺旋旋结结构构中中，碱碱基基的的配配对对情情况况不不象象DNADNA中中严严格格。G G 除除了了可可以以和和C C 配配对对外外，也也可可以以和和U U 配配对对。G-U G-U 配配对对形形成成的的氢氢键键较
25、较弱弱。不不同同类类型型的的RNA, RNA, 其其二二级级结结构构有有明明显的差异。显的差异。ltRNAtRNA中中除除了了常常见见的的碱碱基基外外，还还存存在在一一些些稀稀有有碱碱基基，这这类类碱碱基基大大部部分分位位于于突突环环部部分分. .tRNAtRNA的高级结构的高级结构l1 1，tRNAtRNA的二级结构的二级结构ltRNAtRNA的二级结构都呈的二级结构都呈” ” 三叶草三叶草” ” 形状，在结形状，在结构上具有某些共同之处，构上具有某些共同之处，一般可将其分为五臂四一般可将其分为五臂四环：包括氨基酸接受区、环：包括氨基酸接受区、反密码区、二氢尿嘧啶反密码区、二氢尿嘧啶区、区、
26、T T C C区和可变区。区和可变区。除了氨基酸接受区外，除了氨基酸接受区外，其余每个区均含有一个其余每个区均含有一个突环和一个臂。突环和一个臂。 (1)(1)(1)(1)氨基酸接受区氨基酸接受区氨基酸接受区氨基酸接受区包含有包含有包含有包含有tRNAtRNAtRNAtRNA的的的的3-3-3-3-末端末端末端末端和和和和5-5-5-5-末端，末端，末端，末端， 3- 3- 3- 3-末端末端末端末端的最后的最后的最后的最后3 3 3 3个核苷酸残基都个核苷酸残基都个核苷酸残基都个核苷酸残基都是是是是CCACCACCACCA，A A A A为核苷。氨基为核苷。氨基为核苷。氨基为核苷。氨基酸可与
27、其成酯，该区在酸可与其成酯，该区在酸可与其成酯，该区在酸可与其成酯，该区在蛋白质合成中起携带氨蛋白质合成中起携带氨蛋白质合成中起携带氨蛋白质合成中起携带氨基酸的作用。基酸的作用。基酸的作用。基酸的作用。(2)(2)(2)(2)反密码区反密码区反密码区反密码区与氨基酸接受区相对的与氨基酸接受区相对的与氨基酸接受区相对的与氨基酸接受区相对的一般含有一般含有一般含有一般含有7 7 7 7个核苷酸残基个核苷酸残基个核苷酸残基个核苷酸残基的区域，其中正中的的区域，其中正中的的区域，其中正中的的区域，其中正中的3 3 3 3个个个个核苷酸残基称为反密码核苷酸残基称为反密码核苷酸残基称为反密码核苷酸残基称为
28、反密码3)3)二氢尿嘧啶区二氢尿嘧啶区该区含有二氢尿嘧啶。该区含有二氢尿嘧啶。(4) T(4) T C C区区 该区与二氢尿嘧该区与二氢尿嘧啶区相对，啶区相对， 假尿嘧啶核苷假尿嘧啶核苷胸腺嘧啶核糖核苷环胸腺嘧啶核糖核苷环( (T T C)C)由由7 7个核苷酸组成，个核苷酸组成，通过由通过由5 5对碱基组成的双螺对碱基组成的双螺旋区旋区( (T T C C臂臂) )与与tRNAtRNA的其余的其余部分相连。除个别例外，几部分相连。除个别例外，几乎所有乎所有tBNAtBNA在此环中都含有在此环中都含有T T C C 。(5)(5)可变区可变区位于反密码区与位于反密码区与T T C C区之间，区
29、之间，不同的不同的tRNAtRNA该区变化较大。该区变化较大。2,tRNA2,tRNA的三级结构的三级结构l在三叶草型二级结构的基础上，突环上在三叶草型二级结构的基础上，突环上未配对的碱基由于整个分子的扭曲而配未配对的碱基由于整个分子的扭曲而配成对，目前已知的成对，目前已知的tRNAtRNA的三级结构均为的三级结构均为倒倒L L型型第五节、核酸的理化性质第五节、核酸的理化性质l一核酸的一般理化性质一核酸的一般理化性质l 1. 1.酸性酸性l 2.DNA 2.DNA粘度大粘度大l 3 3 核酸的紫外吸收核酸的紫外吸收l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
30、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。二二DNADNA的变性的变性lDNADNA的变性是指的变性是指DNADNA双螺旋区的多聚核苷酸链间双螺旋区的多聚核苷酸链间的氢键断裂，变成单链结构的过程。变性核酸的氢键断裂，变成单链结构的过程。变性核酸将失去其部分或全部的生物活性。核酸的变性将失去其部分或全部的生物活性。核酸的变性并不涉及磷酸二酯键的断裂，所以它的一级结并不涉及磷酸二酯键的断裂，所以它的一级结构构
31、( (碱基顺序碱基顺序) )保持不变。保持不变。l能能够够引引起起核核酸酸变变性性的的因因素素很很多多。温温度度升升高高、酸酸碱碱度度改改变变、甲甲醛醛和和尿尿素素等等的的存存在在均均可可引引起起核核酸酸的变性。的变性。lRNARNA本身只有局部的双螺旋区，所以变性本身只有局部的双螺旋区，所以变性行为所引起的性质变化没有行为所引起的性质变化没有DNADNA那样明显。那样明显。l利用紫外吸收的变化，可以检测核酸变利用紫外吸收的变化，可以检测核酸变性的情况。性的情况。l例如，天然状态的例如，天然状态的DNADNA在完全变性后，紫在完全变性后，紫外吸收外吸收(260 nm)(260 nm)值增加值增
32、加252540%.40%.l而而RNARNA变性后，约增加变性后，约增加1.1%1.1%。这种现象称。这种现象称为增色效应为增色效应. .DNADNA变性的特征变性的特征lDNADNA的变性过程是突变性的，它在很窄的温度的变性过程是突变性的，它在很窄的温度区间内完成。因此，通常将引起区间内完成。因此，通常将引起DNADNA变性的温变性的温度称为融点（或解链温度），用度称为融点（或解链温度），用T Tm m表示。表示。l一般一般DNADNA的的T Tm m值在值在70-8570-85 C C之间。之间。DNADNA的的T Tm m值与值与分子中的分子中的G G和和C C的含量有关。的含量有关。l
33、G G和和C C的含量高，的含量高，T Tm m值高。因而测定值高。因而测定TmTm值，可反值，可反映映DNADNA分子中分子中G, CG, C含量，含量，lDNADNA的的TmTm值计算公式值计算公式: Tm: Tm69.369.30.41(%G+C)0.41(%G+C)l小于小于20bp20bp的寡核苷酸的的寡核苷酸的TmTm的计算公式：的计算公式：l Tm Tm4(G+C)+2(A+T)4(G+C)+2(A+T)DNADNA变性变性l当当DNADNA的稀盐溶的稀盐溶液加热到液加热到80-80-100100时，双螺时，双螺旋结构即发生解旋结构即发生解体，两条链彼此体，两条链彼此分开，形成无
34、规分开，形成无规线团。线团。lDNADNA变性后，它变性后，它的一系列性质也的一系列性质也随之发生变化，随之发生变化，如紫外吸收如紫外吸收(260 (260 nm)nm)值升高值升高, , 粘粘度降低等。度降低等。三、三、DNADNA的复性的复性l变性变性DNADNA在适当的条件下，两条彼此分开的单在适当的条件下，两条彼此分开的单链可以重新缔合成为双螺旋结构，这一过程称链可以重新缔合成为双螺旋结构，这一过程称为复性。为复性。DNADNA复性后，一系列性质将得到恢复，复性后，一系列性质将得到恢复，但是生物活性一般只能得到部分的恢复。但是生物活性一般只能得到部分的恢复。lDNADNA复性的程度、速
35、率与复性过程的条件有关。复性的程度、速率与复性过程的条件有关。l将将热热变变性性的的DNADNA骤骤然然冷冷却却至至低低温温时时，DNADNA不不可可能能复复性性。但但是是将将变变性性的的DNADNA缓缓慢慢冷冷却却时时，可可以以复复性性。分分子子量量越越大大复复性性越越难难。浓浓度度越越大大，复复性性越越容容易易。此此外外，DNADNA的的复复性性也也与与它它本本身身的的组组成成和和结构有关。结构有关。DNADNA复性复性四、核酸的分子杂交四、核酸的分子杂交l热变性的热变性的DNADNA单链，在复性时并不一定与单链，在复性时并不一定与同源同源DNADNA互补链形成双螺旋结构，它也可互补链形成双螺旋结构，它也可以与在某些区域有互补序列的异源以与在某些区域有互补序列的异源DNADNA单单链形成双螺旋结构。链形成双螺旋结构。l这样形成的新分子称为杂交这样形成的新分子称为杂交DNADNA分子。分子。DNADNA单链与互补的单链与互补的RNARNA链之间也可以发生链之间也可以发生杂交。杂交。l核酸的杂交在分子生物学和遗传学的研核酸的杂交在分子生物学和遗传学的研究中具有重要意义。究中具有重要意义。核核酸酸的的杂杂交交
