生物化學(xué)第三章 核酸化學(xué)ppt課件

1、生生 物物 化化 學(xué)學(xué)BiochemistryBiochemistry第三周第三周 第二講第二講2019.9.302019.9.30蛋白質(zhì)章節(jié)測驗1班級、學(xué)號、姓名班級、學(xué)號、姓名問題一：問題一： 如何通過樣品中的含氮量如何通過樣品中的含氮量N%）來大致地推測樣）來大致地推測樣品中粗蛋白的含量品中粗蛋白的含量Pro%）？）？ 解釋這樣推測的依據(jù)是什么？解釋這樣推測的依據(jù)是什么？問題二：問題二：維持蛋白質(zhì)一、二、三級結(jié)構(gòu)的主要作用力分別維持蛋白質(zhì)一、二、三級結(jié)構(gòu)的主要作用力分別有那些？有那些？問題三：問題三：凝膠過濾分離蛋白質(zhì)的依據(jù)和原理？凝膠過濾分離蛋白質(zhì)的依據(jù)和原理？通過本章的學(xué)習(xí)應(yīng)該明確以

2、下幾個問題：通過本章的學(xué)習(xí)應(yīng)該明確以下幾個問題：1 1、核酸的種類、基本組成單位是什么？、核酸的種類、基本組成單位是什么？ RNARNA的三種主要形式是什么？的三種主要形式是什么？ 它們分別承擔(dān)什么樣的生物功能？它們分別承擔(dān)什么樣的生物功能？2 2、DNADNA和和RNARNA的一級結(jié)構(gòu)和二級結(jié)構(gòu)分別有何特征？的一級結(jié)構(gòu)和二級結(jié)構(gòu)分別有何特征？3 3、什么是、什么是DNADNA的變性和復(fù)性？有何特征？的變性和復(fù)性？有何特征？第一節(jié)第一節(jié) 概述概述一、核酸的發(fā)現(xiàn)與發(fā)展一、核酸的發(fā)現(xiàn)與發(fā)展 18691869年核酸最早分離自外科繃帶膿細胞的細胞核，年核酸最早分離自外科繃帶膿細胞的細胞核，當(dāng)時發(fā)現(xiàn)這種

3、物質(zhì)含磷量之高超過當(dāng)時發(fā)現(xiàn)的任何當(dāng)時發(fā)現(xiàn)這種物質(zhì)含磷量之高超過當(dāng)時發(fā)現(xiàn)的任何一種有機物，并且含有很強的酸性，故得名核酸。一種有機物，并且含有很強的酸性，故得名核酸。 19091909年其組成被研究清楚，年其組成被研究清楚，19441944年生物功能初步澄年生物功能初步澄清，后來在清，后來在X X射線衍射技術(shù)支持下建立雙螺旋結(jié)構(gòu)模射線衍射技術(shù)支持下建立雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。型。核酸的分類及分布核酸的分類及分布 存在于細胞核和線粒體內(nèi)。存在于細胞核和線粒體內(nèi)。存在于胞核、胞液和線粒體。存在于胞核、胞液和線粒體。(deoxyribonucleic acid, DNA)(ribonucleic acid,

4、RNA)脫氧核糖核酸脫氧核糖核酸 核糖核酸核糖核酸攜帶遺傳信息，決定細胞和個攜帶遺傳信息，決定細胞和個體的遺傳型體的遺傳型(genotype)。參與遺傳信息的復(fù)制與表達。參與遺傳信息的復(fù)制與表達。某些病毒某些病毒RNA也可作為遺傳信也可作為遺傳信息的載體。息的載體。DNARNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)復(fù)制復(fù)制復(fù)制復(fù)制轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄反轉(zhuǎn)錄反轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯染色體的結(jié)構(gòu)染色體的結(jié)構(gòu)示意圖示意圖核酸核酸核苷酸核苷酸磷酸磷酸核苷核苷戊糖戊糖堿基堿基水水解解核酸的化學(xué)組成核酸的化學(xué)組成除含除含C C、H H、O O、N N外，還含有較多的磷和少量的硫，含磷外，還含有較多的磷和少量的硫，含磷量在量在9 91010一、磷酸一、磷

5、酸phosphate） OH HO-P=O OH二、戊二、戊 糖糖（構(gòu)成（構(gòu)成RNA）核糖核糖(ribose)（構(gòu)成（構(gòu)成DNA）脫氧核糖脫氧核糖(deoxyribose)12453OOHOHHHHCH2OHHOHOHOHHHHCH2OHHOH12345嘌呤嘌呤 嘧啶嘧啶 堿基堿基腺嘌呤腺嘌呤A）鳥嘌呤鳥嘌呤G）胞嘧啶胞嘧啶C）胸腺嘧啶胸腺嘧啶T）尿嘧啶尿嘧啶U）DNA、RNA均有均有DNA有有RNA有有每種核酸都含有四種堿基每種核酸都含有四種堿基 。三、堿基nitrogenous base）嘌呤嘌呤(purine) NNNHN123456789NNNHNNH2腺嘌呤腺嘌呤(adenine,

6、A)NNHNHNNH2O鳥嘌呤鳥嘌呤(guanine, G)堿堿 基基NNH132456嘧啶嘧啶(pyrimidine)胞嘧啶胞嘧啶(cytosine, C)NNHNH2O尿嘧啶尿嘧啶(uracil, U)NHNHOO胸腺嘧啶胸腺嘧啶(thymine, T)NHNHOOCH3四、核苷四、核苷nucleoside)nucleoside)核苷是核糖與堿基核苷是核糖與堿基( (嘌呤堿或嘧啶堿嘌呤堿或嘧啶堿) )結(jié)合物。結(jié)合物。 嘌呤核苷是嘌呤的第嘌呤核苷是嘌呤的第9 9位位N N與核糖或與核糖或脫氧核糖第脫氧核糖第1 1位碳連接；位碳連接； 嘧啶核苷是嘧啶的的第嘧啶核苷是嘧啶的的第1 1位位N N與

7、核糖與核糖或脫氧核糖第或脫氧核糖第1 1位碳連接；位碳連接；堿基和核糖或脫氧核糖通過糖苷鍵連堿基和核糖或脫氧核糖通過糖苷鍵連接形成核苷接形成核苷(nucleoside) （或脫氧核苷）。（或脫氧核苷）。腺嘌呤核苷NNNN9NH2OOHOHHHHCH2OHH12糖苷鍵胞嘧啶脫氧核苷1NNONH212OHOHHHHCH2OHH糖苷鍵核苷酸：核苷酸：AMP, GMP, UMP, CMP脫氧核苷酸：脫氧核苷酸：dAMP, dGMP, dTMP, dCMP 核苷脫氧核苷和磷酸以酯鍵連接形成核核苷脫氧核苷和磷酸以酯鍵連接形成核苷酸脫氧核苷酸）。苷酸脫氧核苷酸）。 糖苷鍵酯鍵腺苷酸NNNN9NH2OOHOH

8、HHHCH2H12OPO- -HOO5核苷酸是核苷的磷酸酯。核苷酸是核苷的磷酸酯。 核糖核苷酸的磷酸酯有三種形式核糖核苷酸的磷酸酯有三種形式(2(2、3 3和和5 5位位) )； 脫氧核糖核苷酸的磷酸酯有兩種形式脫氧核糖核苷酸的磷酸酯有兩種形式(3(3和和5 5位位) )。八種核苷酸如下表所示八種核苷酸如下表所示 M-M-單單(D-(D-二、二、T T三）；三）；P-P-磷酸磷酸 RNARNA的名稱為某苷的名稱為某苷( (一磷一磷) )酸，酸，DNADNA在某前加脫氧兩字。在某前加脫氧兩字。例如：例如：AMPAMP稱腺苷一磷酸稱腺苷一磷酸( (或腺苷酸），或腺苷酸）， dAMPdAMP稱為脫氧

9、腺苷一磷酸脫氧腺苷酸）。稱為脫氧腺苷一磷酸脫氧腺苷酸）。 稀有核苷酸與上類似；稀有核苷酸與上類似；腺腺嘌嘌呤呤 A鳥鳥嘌嘌呤呤 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未未發(fā)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)DNAdAMPdGMPdCMP未未發(fā)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)dTMPl 多磷酸核苷酸：多磷酸核苷酸：l NMP，NDP，NTPNNNN9NH2OOHOHHHHCH2H12OPO- -OOPOO- -OPO- - -OO一磷酸腺苷（AMP）二磷酸腺苷（ADP）三磷酸腺苷（ATP）六、稀有組分六、稀有組分Minor componentsMinor components）稀有組分是稀有堿基和稀有

10、核苷的總稱。稀有組分是稀有堿基和稀有核苷的總稱。1 1、稀有堿基、稀有堿基Minor basesMinor bases） 次黃嘌呤次黃嘌呤(I)(I)、黃嘌呤、黃嘌呤(X)(X)、5-5-甲基胞嘧甲基胞嘧啶啶(m5C)(m5C)、二氫尿嘧啶、二氫尿嘧啶(Dhu )(Dhu )、 5- 5-羥甲基胞羥甲基胞嘧啶嘧啶(hm5C)(hm5C)2 2、稀有核苷、稀有核苷Minor nucleosideMinor nucleoside） 假尿嘧啶核苷假尿嘧啶核苷()()、次黃嘌呤核苷、二、次黃嘌呤核苷、二氫尿嘧啶核苷。氫尿嘧啶核苷。一、核酸的一級結(jié)構(gòu)一、核酸的一級結(jié)構(gòu) 核酸的一級結(jié)構(gòu)是指核苷酸的組成核酸

11、的一級結(jié)構(gòu)是指核苷酸的組成及排列順序即堿基序列）。及排列順序即堿基序列）。 DNA DNA、RNARNA都是由許多核苷酸通過都是由許多核苷酸通過3 3、5 5磷酸二酯鍵將前一個核苷酸與后磷酸二酯鍵將前一個核苷酸與后一個核苷酸連接起來，形成無分支一個核苷酸連接起來，形成無分支的多核苷酸鏈。的多核苷酸鏈。 在鏈的一端的一個戊糖的在鏈的一端的一個戊糖的3 3位上位上OHOH是是游離存在的，另一端的戊糖其游離存在的，另一端的戊糖其5 5位上位上連有一個磷酸基團呈單磷酸酯狀態(tài)，連有一個磷酸基團呈單磷酸酯狀態(tài)，這兩個末端分別稱為這兩個末端分別稱為3 3末端及末端及5 5末端。末端。5端端3端端核苷酸之間以

12、核苷酸之間以3 , 5 -磷酸二酯鍵連接形成磷酸二酯鍵連接形成多核苷酸鏈，即核酸。多核苷酸鏈，即核酸。CGADNA一級結(jié)構(gòu)的簡寫形式 核苷酸順序又稱堿基順序，是蛋白質(zhì)與RNA結(jié)構(gòu)的生物語言。戊糖P53首端首端末端末端PPPPPP A G C T G C書寫方法書寫方法PPAPCPCPTPGOHCPTPAPA53pApCpTpGpCpTpApApC-OH 35 ACTGCTAAC35 DNA 與與RNA的區(qū)別的區(qū)別核酸核酸堿基堿基戊糖戊糖DNAA、G、C、T脫氧脫氧核糖核糖RNAA、G、C、U核糖核糖二、二、 DNA DNA的二級結(jié)構(gòu)的二級結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)DNADNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的要點

13、雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的要點(1) DNA(1) DNA分子是由兩條反平行分子是由兩條反平行的多聚脫氧核苷酸鏈，繞的多聚脫氧核苷酸鏈，繞同一中心軸盤旋形成的右同一中心軸盤旋形成的右手螺旋結(jié)構(gòu)；手螺旋結(jié)構(gòu)；(2) (2) 每條主鏈由脫氧核糖與每條主鏈由脫氧核糖與磷酸通過磷酸通過3 3、5 5磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵連接而成，并位于螺旋外連接而成，并位于螺旋外側(cè)。堿基位于螺旋內(nèi)側(cè)，側(cè)。堿基位于螺旋內(nèi)側(cè)，堿基平面與螺旋中心軸垂堿基平面與螺旋中心軸垂直。螺旋表面有兩條螺旋直。螺旋表面有兩條螺旋形的凹槽形的凹槽大溝和小溝。大溝和小溝。(3) 兩鏈間的堿基以氫鍵互相配對。A與T配有兩個氫鍵，G與C配有三個氫鍵。DNA

14、分子所含嘌呤堿基的總數(shù)等于嘧啶堿基的總數(shù)(即A+G=T+C)堿基當(dāng)量定律。(4)維持雙螺旋穩(wěn)定的因素：橫向為氫鍵，縱向為堿基間的堆積力。 DNADNA堿基組成的堿基組成的ChargaffChargaff規(guī)則規(guī)則 （1 1腺嘌呤和胸腺嘧啶的摩爾數(shù)相等，腺嘌呤和胸腺嘧啶的摩爾數(shù)相等，即即A AT T （2 2鳥嘌呤和胞嘧啶的摩爾數(shù)也相等，鳥嘌呤和胞嘧啶的摩爾數(shù)也相等，即即G GC C （3 3含氨基的堿基含氨基的堿基( (腺嘌呤和胞嘧啶腺嘌呤和胞嘧啶) )總總數(shù)等于含酮基的堿基數(shù)等于含酮基的堿基( (鳥嘌呤和胸腺嘧啶鳥嘌呤和胸腺嘧啶) )總數(shù)，即總數(shù)，即A+C=G+TA+C=G+T （4 4嘌呤的

15、總數(shù)等于嘧啶的總數(shù)，即嘌呤的總數(shù)等于嘧啶的總數(shù)，即A+G=C+TA+G=C+T所有所有DNADNA中堿基組成必定是中堿基組成必定是A=TA=T，G=CG=C這一規(guī)律這一規(guī)律暗示暗示A A與與T, GT, G與與C C相互配對的可能性，為相互配對的可能性，為WatsonWatson和和CrickCrick提出提出DNADNA雙螺旋結(jié)構(gòu)提供了重要根據(jù)。雙螺旋結(jié)構(gòu)提供了重要根據(jù)。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的多樣性雙螺旋結(jié)構(gòu)的多樣性Z型型DNAB型型DNAA型型DNADNADNA的三級結(jié)構(gòu)的三級結(jié)構(gòu) DNADNA的三級結(jié)構(gòu)是指雙螺旋的三級結(jié)構(gòu)是指雙螺旋DNADNA的扭曲的扭曲或再螺旋?；蛟俾菪Ｉ?物物 化化

16、 學(xué)學(xué)BiochemistryBiochemistry第四周第四周 第二講第二講2019.10.92019.10.9 RNARNA核糖核酸）核糖核酸） 主要分布在細胞質(zhì)中，與蛋白質(zhì)合成密切相關(guān)主要分布在細胞質(zhì)中，與蛋白質(zhì)合成密切相關(guān) Ribosomal RNAs (rRNARibosomal RNAs (rRNA，核糖體，核糖體RNA)RNA)占占80%80%以上：與蛋以上：與蛋白質(zhì)構(gòu)成核糖體，是合成蛋白質(zhì)的場所白質(zhì)構(gòu)成核糖體，是合成蛋白質(zhì)的場所 Messenger RNAs (mRNAMessenger RNAs (mRNA，信使，信使RNA) RNA) 占占5%5%：合成蛋白質(zhì)：合成蛋白質(zhì)

17、的模板的模板 Transfer RNAs (tRNA Transfer RNAs (tRNA ，轉(zhuǎn)運，轉(zhuǎn)運RNA)RNA)占占15%15%：在蛋白質(zhì)合：在蛋白質(zhì)合成中運輸氨基酸成中運輸氨基酸三、三、RNARNA的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)RNARNA分子的基本結(jié)構(gòu)是一條線性的多核苷酸鏈，由四分子的基本結(jié)構(gòu)是一條線性的多核苷酸鏈，由四種核糖核苷酸以種核糖核苷酸以3 3，5 5- -磷酸二酯鍵連接而成。磷酸二酯鍵連接而成。（一）、信使（一）、信使RNARNA的結(jié)構(gòu)與功能的結(jié)構(gòu)與功能2、其結(jié)構(gòu)模式為、其結(jié)構(gòu)模式為 5-帽子帽子-5非編碼區(qū)非編碼區(qū)-編碼區(qū)編碼區(qū)-3非編碼區(qū)非編碼區(qū)- 3多多聚聚A1、真核、真核mRN

18、A鏈翻譯產(chǎn)生一條多肽鏈。鏈翻譯產(chǎn)生一條多肽鏈。5-帽子結(jié)構(gòu)帽子結(jié)構(gòu)(1) 大多數(shù)真核大多數(shù)真核mRNA的的5末端均在轉(zhuǎn)錄后加上一個末端均在轉(zhuǎn)錄后加上一個7-甲基鳥甲基鳥苷，經(jīng)焦磷酸與苷，經(jīng)焦磷酸與mRNA的的5-末端核苷酸相連，形成末端核苷酸相連，形成5，5-磷酸酯鍵。同時第一個核苷酸的磷酸酯鍵。同時第一個核苷酸的C2可能也是甲基化，可能也是甲基化，形成帽子結(jié)構(gòu)甲基鳥苷三磷酸）：形成帽子結(jié)構(gòu)甲基鳥苷三磷酸）：m7GpppN-。ONNNNNH2OOCH3OHHHCH2HOPO-OOHNNNOH2NNOOHHHHCH2HOHO POO-CH3PO-O5235* mRNA結(jié)構(gòu)特點結(jié)構(gòu)特點(2) 大多

19、數(shù)真核大多數(shù)真核mRNA的的3末端有一個多聚腺苷酸末端有一個多聚腺苷酸 (polyA)構(gòu)造，稱為多聚構(gòu)造，稱為多聚A尾。尾。多聚腺苷酸多聚多聚腺苷酸多聚A)的尾的作用可能是延長的尾的作用可能是延長mRNA的壽的壽命，從而可以增加蛋白質(zhì)合成的數(shù)量。命，從而可以增加蛋白質(zhì)合成的數(shù)量。此外，還可能有助于此外，還可能有助于mRNA穿過核膜，進入細胞質(zhì)執(zhí)行穿過核膜，進入細胞質(zhì)執(zhí)行其模板功能其模板功能.mRNA核內(nèi)向胞質(zhì)的轉(zhuǎn)位核內(nèi)向胞質(zhì)的轉(zhuǎn)位mRNA的穩(wěn)定性維系的穩(wěn)定性維系翻譯起始的調(diào)控翻譯起始的調(diào)控 帽子結(jié)構(gòu)和多聚帽子結(jié)構(gòu)和多聚A尾的功能尾的功能mRNA的功能：作為蛋白質(zhì)合成的模板。的功能：作為蛋白質(zhì)合

20、成的模板。* * tRNA tRNA的一級結(jié)構(gòu)特點的一級結(jié)構(gòu)特點 含稀有堿基較多含稀有堿基較多 3 3末端為末端為 CCA-OH CCA-OH 5 5末端大多數(shù)為末端大多數(shù)為G G 由由70-9070-90個核苷酸組成個核苷酸組成( (二）、轉(zhuǎn)運二）、轉(zhuǎn)運RNARNA的結(jié)構(gòu)與功能的結(jié)構(gòu)與功能 稀有堿基稀有堿基 HNNHOOR51HNNNNHNCH2CH2NOO7ORIRDHUNNNNOHRmGH2NCH3* tRNA的二級結(jié)構(gòu)的二級結(jié)構(gòu)三葉草形三葉草形氨基酸臂氨基酸臂額外環(huán)額外環(huán)* tRNA的三級結(jié)構(gòu)的三級結(jié)構(gòu) 倒倒L形形* tRNA的功能的功能活化、搬運氨基酸到核糖活化、搬運氨基酸到核糖體，

21、參與蛋白質(zhì)的翻譯。體，參與蛋白質(zhì)的翻譯。* rRNA的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)（三）、核糖體（三）、核糖體RNARNA的結(jié)構(gòu)與功能的結(jié)構(gòu)與功能* rRNA的功能參與組成核糖體，作為蛋白質(zhì)生物合成的場所。核糖體的組成核糖體的組成原核生物原核生物真核生物真核生物小亞基小亞基30S30S40S40SrRNArRNA16S16S18S18S蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)2121種種3333種種大亞基大亞基50S50S60S60SrRNArRNA23S23S5S5S28S28S5.8S5.8S5S5S蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)3333種種4949種種核糖體核糖體70S70S80S80S第四節(jié)第四節(jié) 核酸及核苷酸的性質(zhì)核酸及核苷酸的性質(zhì)一、一般理化性

22、質(zhì)一、一般理化性質(zhì) 核酸為多元酸，具有較強的酸性；核酸為多元酸，具有較強的酸性；DNA是線性高分子，粘度極大是線性高分子，粘度極大均為極性化合物，難溶于有機溶劑。均為極性化合物，難溶于有機溶劑。嘌呤堿和嘧啶堿均含有共軛雙鍵，因此，核苷、核苷酸、嘌呤堿和嘧啶堿均含有共軛雙鍵，因此，核苷、核苷酸、DNADNA和和RNARNA在在240240290nm290nm范圍內(nèi)均有紫外吸收。范圍內(nèi)均有紫外吸收。最大吸收峰在最大吸收峰在260nm260nm左右。左右。二、紫外吸收性質(zhì)二、紫外吸收性質(zhì) 核酸的紫外吸收性質(zhì)可以用于鑒定核酸的紫外吸收性質(zhì)可以用于鑒定DNADNA和和RNARNA的純度，的純度，常用常用

23、A260/A280A260/A280比值來判斷。比值來判斷。純純DNA A260/A280=1.8DNA A260/A280=1.8純純RNAA260/A280=2.0RNAA260/A280=2.0若樣品的蛋白質(zhì)含量增加，若樣品的蛋白質(zhì)含量增加，A260/A280A260/A280比值怎樣變化？比值怎樣變化？增色效應(yīng)增色效應(yīng)(hyperchromic effect)(hyperchromic effect)當(dāng)核酸變性或當(dāng)核酸變性或降解時，其紫外吸收顯著增強，這就是核酸的降解時，其紫外吸收顯著增強，這就是核酸的增色效應(yīng)。增色效應(yīng)。減色效應(yīng)減色效應(yīng)(hypochromic effect)(hyp

24、ochromic effect)當(dāng)變性的核酸當(dāng)變性的核酸在一定條件下恢復(fù)其原有的性質(zhì)時，其紫外吸在一定條件下恢復(fù)其原有的性質(zhì)時，其紫外吸收的強度又可恢復(fù)到原有的水平，這種現(xiàn)象稱收的強度又可恢復(fù)到原有的水平，這種現(xiàn)象稱為減色效應(yīng)。為減色效應(yīng)。三、核酸和核苷酸的兩性解離三、核酸和核苷酸的兩性解離 在核酸和核苷酸分子在核酸和核苷酸分子中，既含有可以給出中，既含有可以給出H+H+的磷酸基團，又含的磷酸基團，又含有可以得到有可以得到H+H+的堿性的堿性基團基團( (堿基上的堿基上的-N=-N=，如嘌呤的如嘌呤的N1N1和和N7N7，胞，胞嘧啶的嘧啶的N3)N3)，所以核酸，所以核酸和核苷酸是兩性化合和核

25、苷酸是兩性化合物，有等電點。物，有等電點。NNNNNH2OHOHHHHHOP-OO-O5 脫氧腺苷一磷酸脫氧腺苷一磷酸四、核酸的變性、復(fù)性和分子雜交四、核酸的變性、復(fù)性和分子雜交1 1、變性、變性(1) (1) 概念概念核酸變性是指核酸分子中雙螺旋區(qū)域核酸變性是指核酸分子中雙螺旋區(qū)域的堿基對之間的氫鍵受某些理化因素的堿基對之間的氫鍵受某些理化因素的作用而破壞，變成單鏈的過程。的作用而破壞，變成單鏈的過程。核酸變性不涉及共價鍵的斷裂，所以變性后核酸變性不涉及共價鍵的斷裂，所以變性后相對分子量不變，但其理化性質(zhì)和生物功能相對分子量不變，但其理化性質(zhì)和生物功能都會發(fā)生變化，最重要的表現(xiàn)為都會發(fā)生變化

26、，最重要的表現(xiàn)為溶液粘度降低溶液粘度降低沉降速率增加沉降速率增加紫外吸收顯著增強紫外吸收顯著增強DNADNA可增加可增加20-25%20-25% RNA RNA可增加可增加10%10%左右。左右。生物功能喪失或減弱。生物功能喪失或減弱。DNADNA變性的本變性的本質(zhì)：雙鏈間質(zhì)：雙鏈間氫鍵的斷裂氫鍵的斷裂(2) (2) 引起核酸變性的因素引起核酸變性的因素高溫高溫極端極端pH (pH10pH (pH10或或pH4)pH4)變性劑變性劑( (如如尿素等尿素等) )(3) DNA(3) DNA的變性溫度的變性溫度(Tm):(Tm):DNADNA的變性不是隨溫度升高而逐步發(fā)生的，的變性不是隨溫度升高而

27、逐步發(fā)生的，而是當(dāng)溫度達到某一數(shù)值時，在很窄的溫度而是當(dāng)溫度達到某一數(shù)值時，在很窄的溫度范圍內(nèi)，變性突然發(fā)生并迅速完成，就象晶范圍內(nèi)，變性突然發(fā)生并迅速完成，就象晶體物質(zhì)達到熔點時突然融化一樣，這一溫度體物質(zhì)達到熔點時突然融化一樣，這一溫度就稱為就稱為DNADNA的變性溫度，也稱為的變性溫度，也稱為DNADNA的熔點，的熔點，用用TmTm來表示。來表示。實際上，實際上，TmTm是增色效應(yīng)達到最大值的是增色效應(yīng)達到最大值的50%50%時的溫度。時的溫度。也就是說，也就是說，DNADNA溶液的溫度達到溶液的溫度達到TmTm時，將有時，將有50%50%的的DNADNA雙鏈處于解鏈狀態(tài)。雙鏈處于解鏈狀

28、態(tài)。DNADNA的的TmTm一般為一般為82829595。TmTm隨隨DNADNA分子中分子中G-CG-C堿基對含量的增加而升高。它堿基對含量的增加而升高。它也與溶液的離子強度有關(guān)，一般情況下，離子強也與溶液的離子強度有關(guān)，一般情況下，離子強度低，度低，TmTm值小。值小。2 2、DNADNA的復(fù)性的復(fù)性變性的變性的DNADNA在適當(dāng)條件下，兩條彼此在適當(dāng)條件下，兩條彼此分開的互補單鏈又可以恢復(fù)堿基配對，分開的互補單鏈又可以恢復(fù)堿基配對，重新成為雙螺旋，這個過程稱為重新成為雙螺旋，這個過程稱為DNADNA的的復(fù)性復(fù)性DNA renaturationDNA renaturation）。）。復(fù)性后

29、的復(fù)性后的DNADNA的某些理化性質(zhì)和生物的某些理化性質(zhì)和生物活性也可以得到部分或全部恢復(fù)。如活性也可以得到部分或全部恢復(fù)。如減色效應(yīng)。減色效應(yīng)。退火退火annealingannealing）: : 即即DNADNA由單鏈復(fù)性變成雙鏈結(jié)構(gòu)的由單鏈復(fù)性變成雙鏈結(jié)構(gòu)的過程。來源相同的過程。來源相同的DNADNA單鏈經(jīng)退火后完單鏈經(jīng)退火后完全恢復(fù)雙鏈結(jié)構(gòu)，不同源全恢復(fù)雙鏈結(jié)構(gòu)，不同源DNADNA之間、之間、DNADNA和和RNARNA之間退火后形成雜交分子。之間退火后形成雜交分子。 一定條件下，去除變性因素后，核酸恢復(fù)二級結(jié)構(gòu)一定條件下，去除變性因素后，核酸恢復(fù)二級結(jié)構(gòu)及生物活性的現(xiàn)象及生物活性的現(xiàn)

30、象退火退火annealingannealing）(1) (1) 降溫速度。若熱變性的降溫速度。若熱變性的DNADNA從高溫從高溫(Tm)(Tm)迅速迅速冷卻至低溫冷卻至低溫(4(4以下以下) )，則不能復(fù)性，此過程，則不能復(fù)性，此過程稱為淬火。稱為淬火。(2) DNA(2) DNA溶液的濃度越大，互補溶液的濃度越大，互補DNADNA鏈片段碰撞機鏈片段碰撞機會越多容易發(fā)生復(fù)性。會越多容易發(fā)生復(fù)性。(3) DNA(3) DNA片段越大，片段越大，DNADNA內(nèi)部的順序越復(fù)雜，擴散內(nèi)部的順序越復(fù)雜，擴散速度也越慢，互補鏈的相遇機會也越小，復(fù)性速度也越慢，互補鏈的相遇機會也越小，復(fù)性也越難。也越難。與復(fù)性有關(guān)的因素與復(fù)性有關(guān)的因素 3 3、分子雜交、分子雜交Hy