06核酸的性质
核酸的理化性质及应用
核酸的理化性质及应用核酸是一类含有大量核苷酸单元的生物大分子，在细胞中起着重要的生物学功能。
核酸分为两类：脱氧核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。
下面我将介绍核酸的理化性质及应用。
一、核酸的理化性质：1. 化学成分：核酸由核苷酸单元组成，单个核苷酸由一个五碳糖（脱氧核糖或核糖）、一个含氮碱基和一个磷酸基团组成。
2. 结构：DNA是由两条互补的链以双螺旋结构排列而成，RNA是以单链形式存在。
DNA的碱基对是按照互补规则特异性配对的，腺嘌呤（A）与胸腺嘧啶（T）之间有两个氢键相连，鸟嘌呤（G）与胞嘧啶（C）之间有三个氢键相连，保持了DNA分子的稳定性。
3. 酸碱性：核酸是一种多酸性物质，可与碱性染料结合。
通过电泳技术可将核酸分离，由于核酸是多酸性的，具有负电荷，在电场中可被迁移，从而实现其分离和纯化。
4. 稳定性：由于DNA中的碱基对通过氢键相连，DNA分子具有较高的稳定性，可在适宜条件下长期储存。
二、核酸的应用：1. 遗传学研究：核酸是遗传物质的重要组成部分，在遗传学研究中发挥着关键作用。
通过对DNA或RNA的序列进行分析，可以揭示生物个体之间的遗传差异，并研究基因与功能的关系。
例如，人类基因组计划（Human Genome Project）使用DNA测序技术对人类整个基因组进行了测序，从而为深入研究人类遗传学奠定了基础。
2. 诊断医学：核酸在疾病诊断中的应用日益重要。
通过PCR（聚合酶链式反应）技术可以在体液或组织中检测到微量的病原体DNA或RNA，从而实现病原体的快速检测和诊断。
例如，在新冠疫情中，核酸检测成为最常用的方法之一。
3. 基因工程：核酸在基因工程领域具有重要应用。
通过将外源DNA或RNA导入细胞中，可以实现基因的插入、删除或替换，从而实现基因改造或修复。
这种技术在生物技术、农业、医学等领域中有着广泛的应用，如转基因作物的培育、基因治疗等。
4. 疾病治疗：核酸药物被广泛应用于疾病的治疗。
核酸的理化性质
精品资料
（二） 复性
2. 减色效应
四.变性与复性
当变性的DNA经复性(fù xìnɡ)以重新形成双螺旋结构 时，其溶液的A260值则减小，这种现象称为减色效应。
减色效应(xiàoyìng)常可用来衡量DNA复性的 程度。
精品资料
（二） 复性
四.变性与复性
3. 分子(fēnzǐ)杂 交
不同来源(láiyuán)的DNA分子放在一起热变性，然后慢慢 冷却，让其复性。这些异源DNA（RNA)之间有互补的序列或部分 互补的序列，则复性时会形成“杂交分子”。
(一) 变 性
变性后的DNA对260nm的紫外光吸收值比变性 前明显升高，这种现象称为(chēnɡ wé i)增色效应。
这是由于变性的DNA双螺旋解体，藏于螺旋内 部的碱基暴露出来。
增色效应常可用来衡量 DNA变性的程度。
精品资料
(一) 变 性
4. 热变性曲线(qūxiàn)(熔解 曲线(qūxiàn))
核酸的杂交广泛应用于分子遗传学中。
精品资料
精品资料
基因（gene)：DNA分子上具有遗传效应的特定核苷酸序列，其 编码产物是多肽链或RNA。 基因组(genome)：一种生物体的全部基因或染色体。 基因组学(genomics)：一门涵盖了对所有基因进行基因组作图、 核苷酸序列分析、基因定位和功能分析的科学。包括结构基因组 学(structural genomics) 和功能基因组学(fuctional genomics )。 生物信息学(bioinformatics)：将计算机科学和数学应用于生物大 分子信息的获取、加工(jiā gōng)、存储、分类、检索与分析，以 达到理解这些生物大分子信息的生物学意义的交叉学科。
核酸的性质与研究方法
核酸的理化性质
核酸的分离纯化、 测定及研究方法
ห้องสมุดไป่ตู้酸的理化性质
核酸的性质是由其结构决定的。核酸的结构 特点是分子大,有一些可解离的基团,具有共轭 双键等.这些特点决定了核酸及其组分核苷酸性 质的基础.下面介绍几种重要的性质:
一、物理性质
1、性状：RNA及其组分核苷酸、核苷、嘌呤碱、嘧啶碱的纯品都呈白色 的粉末或结晶；DNA则为疏松的石棉一样的纤维状固体。
核酸的磷酸基具有酸性，碱基具有碱性，因此， 核酸具有两性电离的性质。但核酸中磷酸基的酸 性大于碱基的碱性，其等电点偏酸性。DNA的pI约 为4～5，RNA的pI约为2.0～2.5，在pH7～8电泳时 泳向正极。
四、UV吸收 ：核酸分子中含有嘌呤碱和嘧啶碱，因而具有紫 外吸收的的性质，在260nm处核酸紫外吸收最强。核酸的紫外 吸收是核酸定量测定的基础。
指经加热变性的DNA在适当条件下，二条互补链全部 或部分恢复到天然双螺旋结构的现象，它是变性的一种 逆转过程。热变性DNA一般经缓慢冷却后即可复性，此过 程称之为退火(annealing)。这一术语也用以描述杂交核 酸分子的形成(见后)。
DNA的复性不仅受温度影响，还受DNA自身特性等其它因 素的影响：
杂交可以发生于DNA与DNA之间，也可以发生于RNA 与RNA之间和DNA与RNA之间。
高三化学核酸知识点
高三化学核酸知识点核酸是构成生物体的重要有机物之一，分为DNA和RNA。
DNA，即脱氧核糖核酸，是生物遗传信息的载体；而RNA，即核糖核酸，具有多种功能，如蛋白质合成等。
在化学中，了解核酸的结构、性质和功能对于理解生物化学过程至关重要。
本文将详细介绍高三化学核酸知识点。
一、核酸的结构核酸的基本结构单元是核苷酸。
核苷酸由糖、碱基和磷酸组成。
DNA的糖是脱氧核糖，而RNA的糖是核糖。
碱基分为嘌呤和嘧啶两类，DNA的碱基有腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）和胞嘧啶（C），RNA的碱基除胸腺嘧啶外，还有尿嘧啶（U）。
核苷酸通过磷酸桥连接形成多肽链，DNA由两条互补链以双螺旋结构存在，而RNA为单链。
二、核酸的性质1. 具有酸性：核酸中含有磷酸组分，容易释放出H+离子，具有酸性反应。
2. 具有吸收紫外光的特性：核酸分子可吸收紫外光，常用于核酸的浓度检测和分析。
3. 具有缴体性：DNA分子通过螺旋结构的缠绕，形成紧密的缴体结构。
4. 具有亲水性：由于核酸分子中糖和磷酸基团的存在，使其具有较强的亲水性。
5. 对碱和酶敏感：核酸分子可以与碱或酶作用，如DNA可以与碱进行碱解或与酶进行酶解、酶切等。
三、DNA的功能1. 存储遗传信息：DNA是生物遗传信息的载体，包含了细胞内各种遗传信息，比如基因序列、蛋白质编码等。
2. 蛋白质合成：DNA通过转录生成RNA，再通过翻译生成蛋白质。
这是生物体内蛋白质合成的基本过程。
3. 细胞复制：DNA在细胞分裂时能够复制自身，使每个新细胞都具有完整的遗传信息。
4. 遗传变异和进化：DNA的突变或重组可以导致遗传变异，进而驱动物种的进化。
四、RNA的功能1. 转录：RNA能够将DNA信息转录为RNA信息，包括mRNA、tRNA和rRNA，为蛋白质合成提供模板。
2. 蛋白质合成：mRNA通过核糖体上的tRNA对应密码子进行翻译，合成出具有特定功能的蛋白质。
3. RNA干扰和调控：某些RNA可以干扰特定基因的表达，用于基因沉默或抑制。
生物化学—核酸的性质
一、核酸的水解
（一）酸水解
对酸敏感性： 糖苷键 磷酸酯键 嘌呤碱糖苷键 嘧啶碱糖苷键
（二）碱水解
DNA一般对碱稳定。
RNA 的磷酸酯键易被碱水解，产生核苷酸混 合物。
（三）酶水解
（1）底物专一性 ribonuclease， RNase deoxyribonuclease，DNase
应用：
是否存在同源基因;
基因拷贝数多少;
基因片段大小…
Northern blot 是一种将变性RNA转移到滤膜上，利用分子杂 交原理研究基因表达规律的分析技术.
Western blot 将蛋白质转移到滤膜上,根据抗原与抗体可以结 合的原理进行的蛋白质分析鉴定方法.
（二）核酸变性的因素 1. 过酸、过碱 2. 变性剂 (尿素，甲醛) 3. 热变性
特点：爆发式
Tm（melting temperature）
称为核酸解链温度(或融解温度)。即加热变性 使DNA双螺旋结构丧失一半含量
C-G%=(Tm-69.3) X 2.44
2. DNA的均一性 3. 介质中的离子强 度
（三）核酸复性（renaturation）
变性DNA在适当条件下，可使两条彼此分开 的链重新结合成为双螺旋结构，使其物理、化 学性质及生物活性得到恢复，这一过程称为复 性。
DNA复性后紫外吸收降低称为减色效应 （hypochromic effect）。
=40 g/ml RNA 测纯度：OD260/OD280
DNA(1.8), RNA(2.0)
四、核酸的变性、复性 （一）核酸变性定义
天然核酸在某些物理或化学因素作用下， 双螺旋区的氢键断裂, 变成单链。其紫外吸收 增高，黏度下降，生物活性全部或部分丧失。 这种现象称为核酸的变性。
生物化学 第二版 6核酸的性质
二、核酸的酸碱性
01 02
03 04
三、核酸的紫外吸收
嘌呤碱与嘧啶碱具有共轭双键
碱基
紫 外
核苷 ➢ 240nm～290 nm的紫外波段有强烈
线
核苷酸 的吸收峰；
核酸 ➢ 最大吸收值在260 nm附近。
三、核酸的紫外吸收
核酸的紫外吸收：
➢ 碱基紧密堆积在一起，核酸的Fra bibliotek6.核酸的性质
主讲人：
核酸的性质
1、核酸的一般性质 2、核酸的酸碱性 3、核酸的紫外吸收 4、核酸的变性、复性和分子杂交
复习：核酸的结构
DNA的结构
一级结构 二级结构
脱氧核苷酸的 排列顺序
双螺旋结构
三级结构
超螺旋结构
RNA的结构
核苷酸的排列顺序 一条单链通过自身回折 形成双螺旋和环状突起
一、核酸的一般性质
1.物种和个体间亲缘关系研究； 2.疾病诊断研究。
小结
1、了解核酸的一般性质； 2、熟悉核酸的酸碱性； 3、掌握核酸的紫外吸收； 4、掌握核酸的变性、复性 5、比较：核酸与蛋白质的性质
谢谢
➢ 核酸微溶于水，不溶于乙醇； ➢ DNA和RNA的钠盐比游离酸在水中的溶解度大； ➢ DNA和RNA在不同浓度的氯化钠溶液中溶解度不同：
0.14mol/L NaCl -
+
1~2mol/L NaCl +
-
乙醇沉淀
一、核酸的一般性质
4、沉降特性
➢ 核酸受到强大离心力的作用时可从溶液中沉降下来； ➢ 沉降速度与核酸的大小和密度有关； ➢ 可用超离心法纯化核酸或将不同构象的核酸进行分离，
紫
紫外吸收值比其各核苷酸成分
核酸的理化性质实验报告
一、实验目的1. 了解核酸的基本理化性质。
2. 掌握核酸的紫外吸收特性、变性、复性和杂交等现象。
3. 学会使用紫外分光光度计、电泳仪等实验仪器。
二、实验原理核酸是一类生物大分子，由核苷酸组成，具有多种理化性质。
本实验主要探讨核酸的紫外吸收特性、变性、复性和杂交等现象。
1. 紫外吸收特性：核酸分子中的嘌呤和嘧啶碱基具有共轭双键，能够吸收紫外光。
最大吸收峰在260nm附近，可用于核酸的定量分析。
2. 变性：在高温、酸、碱、尿素等理化因素作用下，核酸分子中的双螺旋结构被破坏，双链解开，形成单链。
此过程称为变性。
3. 复性：变性后的核酸在适当条件下，双链可以重新恢复天然的双螺旋结构，此过程称为复性。
4. 杂交：不同来源的核酸变性后，互补碱基序列可以形成杂化双链，此过程称为杂交。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：DNA、RNA、双链DNA、单链DNA、变性DNA、复性DNA、杂交DNA等。
2. 仪器：紫外分光光度计、电泳仪、恒温水浴锅、移液器、吸管、离心机等。
四、实验方法与步骤1. 紫外吸收特性实验（1）将不同浓度的DNA、RNA溶液分别置于紫外分光光度计的样品池中。
（2）在260nm波长处测定溶液的吸光度值。
（3）根据吸光度值计算核酸浓度。
2. 变性实验（1）将双链DNA溶液置于恒温水浴锅中，分别在不同温度下加热一定时间。
（2）在260nm波长处测定溶液的吸光度值。
（3）分析吸光度值随温度的变化，确定DNA的变性温度。
3. 复性实验（1）将变性DNA溶液置于恒温水浴锅中，在不同温度下加热一定时间。
（2）在260nm波长处测定溶液的吸光度值。
（3）分析吸光度值随温度的变化，确定DNA的复性温度。
4. 杂交实验（1）将不同来源的DNA、RNA溶液混合，置于恒温水浴锅中，在不同温度下加热一定时间。
（2）在260nm波长处测定溶液的吸光度值。
（3）分析吸光度值随温度的变化，确定DNA、RNA的杂交温度。
五、实验结果与分析1. 紫外吸收特性实验实验结果显示，DNA、RNA溶液在260nm波长处的吸光度值随浓度增加而增加，符合朗伯-比尔定律。
核酸的性质
DNA的核苷酸序列测定
DNA的测序策略
DNA片断的序列测定
英国Sanger ， 1975年加减法，1977年末端 终止法，目前广泛用于DNA的自动测序 美国Maxam和Gilbert ， 1977年化学断裂法 基本原理：把DNA变成在不同碱基的核苷酸处 打断的四套末端标记的DNA片断，当相应于四 个不同碱基产生的四套DNA片断并排进行电泳 分离时，产生一个可以直接读出DNA顺序的区 带。
模板DNA的变性：双链DNA解离，使之成为单链，以便 它与引物结合 模板DNA与引物的退火（复性）：模板DNA经加热变性 成单链后，温度降至55℃左右，引物与模板DNA单链的 互补序列配对结合（退火温度与Tm有关，温度太低非特 异扩增增加，温度过高引物和模板不易结合） 引物的延伸：DNA模板--引物结合物在Taq DNA聚合酶 的作用下，以dNTP为反应原料，靶序列为模板，按碱基 互补配对与半保留复制原理，合成一条新的与模板DNA 链互补的半保留复制链 重复循环变性--退火--延伸三过程就可获得更多的“半 保留复制链”，而且这种新链又可成为下次循环的模板
真核生物mRNA的分离：亲和层析
真核生物的mRNA有polyA的尾巴，能被oligo-dT柱 子吸附而和其他物质分离开来
真核生物ｍＲＮＡ的分离
核酸纯度鉴定与含量测定
根据A260/A280的比值判断核酸样品的纯度 （若样品中含有杂蛋白或苯酚，则 A260/A280比值明显降低）
纯DNA：A260/A280=1.8 纯RNA：A260/A280=2.0
核酸的物理化学性质
核酸的水解 核酸的磷酸二酯键和糖苷键可 以被水解
室温条件下，DNA在碱中变性， 但不水解，RNA水解，水解产物为 2’-和3’-核苷酸的混合物。
核酸的理化性质
核酸的理化性质（一）核酸的一般性质特性：白色固体，微溶于水，其盐易溶于水。
不溶于有机溶剂，常用乙醇、异丙醇等沉淀核酸。
两性电解质，通常表现为酸性，在pH4-11之间稳定。
➢DNA的pI为4-4.5,RNA的pI为2-2.5。
➢DNA分子大，溶液粘稠。
（二）核酸的紫外吸收性质特性：碱基、核苷、核苷酸和核酸在240—290nm的紫外波段有强烈的光吸收，最大吸收峰为260nm。
（三）核酸的变性、复性及杂交1.核酸的变性定义：是指在某些理化因素作用下核酸双螺旋区碱基之间的氢键断裂，变成两条单链的过程。
即改变了核酸的二级结构，但并不破坏核酸的一级结构，不涉及共价键断裂。
变性因素：➢热变形➢酸碱变性：（ph小于4或者大于11。
）➢变性剂（尿素、甲醛、盐酸胍、酰胺以及某些有机溶剂如乙醇，丙酮等。
）本质：DNA变性的本质是双链间氢键的断裂。
实质：DNA变性的实质是破坏DNA的空间结构。
变性后的理化性质：➢OD260增高➢粘度下降➢比旋度下降➢浮力密度升高➢酸碱滴定曲线改变➢生物活性丧失变性特点：DNA的变性是爆发式的，变性作用发生在一个很窄的温度范围内。
解链曲线：如果在连续加热DNAde 过程中以温度对A260（A260代表溶液在260nm处的吸光率）值作图，所得的曲线称为解链曲线。
Tm：变性是在一个相当窄的温度范围内完成，在这一范围内，紫外光吸收值达到最大值的50%时的温度称为DNA的解链温度，又称熔解温度（Tm），其大小与G+C含量成正比。
影响DNA的Tm值的因素：➢DNA均一性：均一性高，变性的温度范围变窄，Tm值相对会低。
➢G-C含量：G-C含量与Tm值成正比，G-C含量高，则Tm值高。
➢介质中离子强度：离子强度高，Tm值高。
增色效应：在DNA的变性过程中，DNA由于碱基对失去重叠，260nm 处的紫外吸收值明显升高，这种现象称为增色效应。
同时DNA的生物活性丧失，粘度下降，沉降系数增加，比旋下降。
2.核酸的复性核酸的复性：去除变性因素后，变性DNA在适当的条件下，两条链重新缔合成双螺旋结构，这种现象称为复性。
核酸的生化性质名词解释
核酸的生化性质名词解释核酸是生物体内一类重要的分子，它们承载着遗传信息和参与蛋白质合成等重要功能。
它们具有多种生化性质，其中包括酸性、碱性、核酸酶降解、亲水性等。
在本文中，我们将对这些生化性质进行解释，以便更好地理解核酸的功能和作用。
酸性首先，我们来讨论核酸的酸性。
酸性是指物质具有酸性质或与碱反应形成盐和水。
在化学中，酸性取决于物质释放出的氢离子（H+）的浓度。
核酸中的磷酸基团可以释放出氢离子，因此核酸具有酸性。
这种酸性性质对于核酸的功能是至关重要的，因为它与DNA和RNA分子中的其他碱基和磷酸酯键形成结合。
碱性除了酸性，核酸也具有碱性。
化学上，碱性是指物质具有碱性质或与酸反应形成盐和水。
相较于DNA，RNA分子中的碱性较强，主要是由于RNA分子中带有额外的羟基（-OH）基团。
这些羟基可以与水中的质子（H+）结合形成氢氧根离子（OH-），从而增加溶液的碱性。
核酸酶降解核酸酶是一类能够降解核酸链的酶类。
它们在生物体内起着关键的调控作用，通过降解和重组核酸链来调节基因表达和蛋白质合成。
具体来说，核酸酶可以识别核酸链上特定的序列或结构，并在这些区域切断链。
这种酶降解作用对于维持细胞内核酸的平衡以及调节基因表达至关重要。
亲水性最后，我们将讨论核酸的亲水性。
亲水性是指物质具有与水相互作用的趋势。
核酸中的磷酸基团和碱基都是亲水基团，它们能够与水分子形成氢键相互作用。
这种亲水性使得核酸能够在水溶液中稳定存在，并与其他分子发生相互作用。
结论总之，核酸作为生物体内的重要分子，具有多种生化性质。
它们具有酸性和碱性，能够通过释放或结合氢离子来调节化学反应。
核酸酶降解能够调控基因表达和蛋白质合成，起着重要的生物调控作用。
此外，核酸还具有亲水性，能够与水分子相互作用并稳定存在于水溶液中。
对于理解核酸的功能和作用，对这些生化性质的理解是至关重要的。
通过深入研究核酸的生物化学特性，我们能够更好地认识到核酸的重要性，并将其应用于生物和医学领域中，推动科学的进步和人类的福祉。
初中化学知识点归纳核酸和核酸的性质与应用
初中化学知识点归纳核酸和核酸的性质与应用核酸是生命体内重要的生物大分子之一，包括脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。
它们都由核苷酸单元组成，包括碱基、糖和磷酸基团。
本文将对初中化学中有关核酸的知识点进行归纳，包括核酸的定义、结构、功能和应用。
一、核酸的定义及结构核酸是由核苷酸单元组成的大分子，是生命体内储存和传递遗传信息的分子。
核苷酸是由碱基、糖和磷酸基团三部分组成。
碱基包括腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T，仅存在于DNA中）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和尿嘧啶（U，仅存在于RNA中）。
DNA的结构是双螺旋结构，由两股互相缠绕的链组成。
每条链都是由磷酸基团和糖分子（脱氧核糖）交替排列而成，碱基则通过氢键与对应的碱基相连，A与T相对，G与C相对。
RNA的结构相对较为简单，可以是单股或双股结构，其碱基序列可以直接参与生物信息的转录和翻译过程。
二、核酸的性质1. 碱基互补性：DNA的碱基通过A与T、G与C之间的氢键进行配对，具有碱基互补性。
这种互补性保证了DNA的复制和修复过程的准确性。
RNA和DNA之间的碱基配对为A-U、G-C。
2. 酶催化：核酸具有酶活性，能催化生物体内发生的化学反应。
例如，rRNA参与蛋白质的合成，mRNA参与基因的转录和转录，tRNA参与蛋白质的翻译过程。
3. 遗传性：由于核酸可以编码生物体的遗传信息，因此具有遗传性。
4. 弱酸性：核酸由于含有大量的磷酸基团，因此具有弱酸性。
三、核酸的应用1. DNA鉴定：DNA具有唯一的遗传信息，因此可以应用于犯罪侦查、亲子鉴定、物种鉴定等方面。
2. 基因工程：通过对DNA的序列进行修改和重组，可以实现对生物体的基因的改造和表达，用于生物学研究和生物制药等领域。
3. RNA干扰：RNA干扰是一种基因沉默技术，通过设计和合成siRNA（小干扰RNA）或miRNA（微小干扰RNA），来靶向抑制特定基因的表达，从而实现对基因功能的研究。
4. 药物研发：核酸作为潜在的药物靶点，在药物研发领域有很大的潜力。
核酸的生物化学性质是什么
核酸的生物化学性质是什么核酸是生命体内极其重要的一类生物大分子，包括脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。
它们在遗传信息的传递、储存和表达中发挥着关键作用。
要深入理解核酸的生物化学性质，我们首先得从它们的组成和结构说起。
核酸的基本组成单位是核苷酸。
一个核苷酸由三部分组成：含氮碱基、戊糖和磷酸。
含氮碱基分为嘌呤和嘧啶两大类。
嘌呤包括腺嘌呤（A）和鸟嘌呤（G），嘧啶则有胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）和尿嘧啶（U）。
在 DNA 中，含有的碱基是 A、G、C 和 T；而在 RNA 中，碱基则是 A、G、C 和 U。
戊糖在 DNA 中是脱氧核糖，在 RNA 中则是核糖。
磷酸基团与戊糖的某个羟基相连，形成磷酸酯键。
多个核苷酸通过磷酸二酯键连接起来，就构成了核酸链。
核酸的一级结构就是指核苷酸的排列顺序。
对于 DNA 来说，其两条链按照碱基互补配对原则（A 与 T 配对，G 与 C 配对）形成双螺旋结构。
这种双螺旋结构十分稳定，为遗传信息的准确传递提供了保障。
双螺旋的直径约为 2 纳米，每一圈螺旋包含 10 对碱基。
RNA 的结构则相对多样。
常见的有信使 RNA（mRNA）、转运RNA（tRNA）和核糖体 RNA（rRNA）。
mRNA 一般为单链，但在局部区域可能会形成互补配对，呈现出一些二级结构。
tRNA 则具有独特的三叶草形结构，这有助于其在蛋白质合成过程中准确转运氨基酸。
rRNA 与蛋白质结合形成核糖体，是蛋白质合成的场所。
核酸具有多种重要的生物化学性质。
首先是它的酸性。
由于核酸分子中磷酸基团的存在，使其在溶液中呈酸性。
核酸的紫外吸收特性也很显著。
嘌呤和嘧啶都具有共轭双键系统，能够吸收紫外线。
在 260 纳米波长处，DNA 和 RNA 都有特征性的吸收峰。
利用这一性质，可以对核酸进行定量和纯度分析。
核酸的变性和复性是其另一个重要性质。
当核酸受到某些物理或化学因素的影响，如加热、酸碱处理等，双螺旋结构会解开，这就是变性。
生物化学第四节 核酸的理化性质
质第四节核酸的理化性质2015-07-06 71588 0一、核酸分子具有强烈的紫外吸收嘌呤和嘧啶都含有共轭双键。
因此，碱基、核苷、核苷酸和核酸在紫外波段有较强的光吸收。
在中性条件下，它们的最大吸收值在260nm附近（图2-22）。
根据260nm处的吸光度(absor-bance，A260)，可以确定出溶液中的DNA或RNA的含量。
实验中常以A260=1.0相当于50μg/ml 双链DNA、40μg/ml单链DNA或RNA、或20μg/ml寡核苷酸为计算标准。
利用260nm与280nm 的吸光度比值（A260/A280）还可以判断所提取的核酸样品的纯度，DNA纯品的A260/A280应为1.8；而RNA纯品的A260/A280应为2.0。
图2-22 五种碱基的紫外线吸收光谱(pH7.0)核酸为多元酸，具有较强的酸性。
DNA和RNA都是线性高分子，因此它们溶液的黏滞度极大。
在提取高分子量DNA时，DNA在机械力的作用下易发生断裂，为基因组DNA的提取带来一定困难。
一般而言，RNA远小于DNA，溶液的黏滞度也小得多。
溶液中的核酸分子在引力场中可以下沉。
在超速离心形成的引力场中，环状、超螺旋和线性等不同构象的核酸分子的沉降速率有很大差异，这是超速离心法提取和纯化核酸的理论基础。
二、DNA变性是双链解离为单链的过程某些理化因素（温度、pH、离子强度等）会导致DNA双链互补碱基对之间的氢键发生断裂，使DNA双链解离为单链。
这种现象称为DNA变性(DNA denaturation)。
虽然DNA变性破坏了DNA的空间结构，但是没有改变它的核苷酸序列（图2-23）。
图2-23 DNA解链过程的示意图在变性条件下，DNA双链经历部分解离，大部解离，直到全部解离为两条单链的过程在DNA解链过程中，由于有更多的共轭双键得以暴露，含有DNA的溶液在260nm处的吸光度随之增加。
这种现象称为DNA的增色效应(hyperchromic effect)。
核酸核酸的理化性质
D-2-脱氧核糖与酸和二苯胺一同加热产生蓝紫色。
以此区别DNA和RNA，或作为定量测定基础。
二、核酸的紫外吸收
紫外吸收的应用
DNA或RNA的定量 A260 = 1.0 相当于 50μg/ml 双链DNA (dsDNA) 40μg/ml 单链DNA (ssDNA or RNA) 20μg/ml 寡核苷酸
熔解温度(melting temperature, Tm)
解链过程中，紫外吸 光度的变化达到最大变化 值的一半时所对应的温度， 称为熔解温度，用Tm表示， 也称解链温度。
影响Tm的因素
（1）G-C对含量：G-C的含量高，Tm值高。因而 测定Tm值，可反映DNA分子中G 、C含量，可通 过经验公式计算： （G+C)%=(Tm-69.3)×2.44 （2）溶液的离子强度：离子强度较低的介质中 DNA的Tm较低。在纯水中，DNA在室温下变性。 （3）溶液的pH值和变性剂
3、酶水解
实验室常用的DNase有2种： 牛胰脱氧核糖核酸酶I（DNase I）：水解
产物为平均长度为4个核苷酸，以5´-P为末端 的寡聚核苷酸。
牛胰脱氧核糖核酸酶II（DNase II）：水 解产物为平均长度为6个核苷酸，以3´-P为末 端的寡聚核苷酸。
非特异性核酸酶：即水解DNA又水解RNA的酶。有 些非特异性核酸酶也作为工具酶应用到科学研究中。 如：蛇毒磷酸二酯酶和脾磷酸二酯酶均是水解DNA和 RNA的外切核酸酶。前者从3´端开始，生成5´单核苷 酸，后者从 5´末端开始，生成3´单核苷酸。
DNA复性
（三）核酸的杂交
核酸杂交：核酸变性后进行复性的过程 中，来源不同的DNA（或RNA）片段，按碱 基互补关系形成杂交双链分子的过程。
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温度或DNA的熔点。 温度或DNA的熔点。 DNA的熔点 一般DNA的 值在70 85° 70一般DNA的Tm值在70-85°C之间 DNA
六、核酸的性质
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（一）、核酸的一般理化性质 ）、核酸的一般理化性质
DNA为白色纤维状固体，RNA为白色粉末状固体 为白色粉末状固体， DNA为白色纤维状固体，RNA为白色粉末状固体， 为白色纤维状固体 都微溶于水，其钠盐在水中的溶解度较大。 都微溶于水，其钠盐在水中的溶解度较大。但不 溶于乙醇、 溶于乙醇、乙醚和氯仿等一般有机溶剂。（用乙 醇从溶液中沉淀核酸） 醇从溶液中沉淀核酸） DNA和RNA在细胞中常以核蛋白形式存在 在细胞中常以核蛋白形式存在， DNA和RNA在细胞中常以核蛋白形式存在，两种核 蛋白在盐溶液中的溶解度不同。 蛋白在盐溶液中的溶解度不同。 DNA溶液的粘度很大 溶液的粘度很大， RNA溶液的粘度小得多 溶液的粘度小得多。 DNA溶液的粘度很大，而RNA溶液的粘度小得多。 核酸发生变性或降解后其粘度降低。 核酸发生变性或降解后其粘度降低。 核酸受到强大离心力的作用时， 核酸受到强大离心力的作用时，可从溶液中沉降 下来，其沉降速度与核酸的大小和密度有关。 下来，其沉降速度与核酸的大小和密度有关。
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人类将进入生物经济时代
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基因——操纵生命的工具 操纵生命的工具 基因 基因组——潜藏着巨大的经济价值 潜藏着巨大的经济价值 基因组
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基因技术——21世纪的投资热点 21世纪的投资热点 基因技术 21 谁掌握了人类基因图谱，就等于谁破译了人 谁掌握了人类基因图谱， 类的生命密码，获得了操纵生命的工具。 类的生命密码，获得了操纵生命的工具。 与互联网相比，网络只是对人类的信息沟通 与互联网相比， 带来了巨大的革命， 带来了巨大的革命，而基因领域的革命则能够从 根本上改变人类的命运， 根本上改变人类的命运，基因工程所带来的商业 机会将会大大超过网络。 机会将会大大超过网络。
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核 酸 的 杂 交
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人类基因组计划概况
Project，HGP） （Human Genome Project，HGP）
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该计划是美国科学家在1985年率先提出，1990年正 该计划是美国科学家在1985年率先提出，1990年正 1985年率先提出 式启动。 日先后参加了此项工作， 式启动。美、英、德、法、日先后参加了此项工作， 的第六个成员国。 1999年我国成为 HGP的第六个成员国 1999年我国成为 HGP的第六个成员国。 HGP旨在阐明人类基因组DNA所具有的3×109核苷酸 HGP旨在阐明人类基因组DNA所具有的3 旨在阐明人类基因组DNA所具有的 的序列， 的序列，发现所有的人类基因并阐明其在染色体上的位 破译人类的全部遗传信息， 置，破译人类的全部遗传信息，使得人类第一次在分子 水平上全面地认识自我。 水平上全面地认识自我。 到目前为止，已完成了人类基因组的框架图， 到目前为止，已完成了人类基因组的框架图，测序 的工作已基本完成。 HGP的实施 的实施， 的工作已基本完成。 HGP的实施，揭开了生命科学新的 一页，它可以造福于人类，但也面临的伦理的挑战。 一页，它可以造福于人类，但也面临的伦理的挑战。
3、核酸的复性
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变性DNA在适当的条件下， 变性DNA在适当的条件下，两条彼此分开的 DNA在适当的条件下 单链可以重新缔合成为双螺旋结构， 单链可以重新缔合成为双螺旋结构，这一过 程称为复性。DNA复性后，一系列物理、化 程称为复性。DNA复性后，一系列物理、 复性 复性后 学性质将得到恢复。DNA复性的程度 复性的程度、 学性质将得到恢复。DNA复性的程度、速率 与复性过程的条件有关。 与复性过程的条件有关。 将热变性的DNA骤然冷却至低温时，DNA不可 DNA骤然冷却至低温时 将热变性的DNA骤然冷却至低温时，DNA不可 能复性。但是将变性的DNA缓慢冷却时， DNA缓慢冷却时 能复性 。 但是将变性的 DNA 缓慢冷却时 ， 可 以复性，这一过程也叫退火（annealing)。 以复性，这一过程也叫退火（annealing)。 分子量越大复性越难。浓度越大， 分子量越大复性越难。浓度越大，复性越容 此外，DNA的复性也与它本身的组成和 易 。 此外 ， DNA 的复性也与它本身的组成和 结构有关。 结构有关。
DNA复性 DNA复性
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hybridization） 4、核酸的杂交（hybridization）
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热变性的DNA单链， 热变性的DNA单链，在复性时并不一定与 DNA单链 同源DNA互补链形成双螺旋结构， DNA互补链形成双螺旋结构 同源DNA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DNA DNA单 以与在某些区域有互补序列的异源DNA单 链形成双螺旋结构。 链形成双螺旋结构。 这样形成的新分子称为杂交DNA分子。 DNA分子 这样形成的新分子称为杂交DNA分子。DNA 单链与互补的RNA链之间也可以发生杂交。 RNA链之间也可以发生杂交 单链与互补的RNA链之间也可以发生杂交。 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。 中具有重要意义。
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RNA本身只有局部的双螺旋区， RNA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 行为所引起的性质变化没有DNA那样明显。 DNA那样明显 行为所引起的性质变化没有DNA那样明显。 利用紫外吸收的变化， 利用紫外吸收的变化，可以检测核酸变 性的情况。 性的情况。 因为天然状态的DNA在完全变性后， DNA在完全变性后 因为天然状态的DNA在完全变性后， 紫外吸收(260 nm)值增加25－40%.而 值增加25 紫外吸收(260 nm)值增加25－40%.而RNA 变性后，约增加1.1% 1.1%。 变性后，约增加1.1%。 增色效应：变性后DNA对260nm紫外光的 增色效应：变性后DNA对260nm紫外光的 DNA nm 吸收值（ 比变性前明显增加， 吸收值（A260）比变性前明显增加，这种 现象称为增色效应. 现象称为增色效应.
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DNA变性（加热或极端pH DNA变性（加热或极端pH） 变性
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DNA的稀盐溶 当DNA的稀盐溶 液加热到80 80液加热到80100℃时 100℃时，双螺 旋结构即发生解 体，两条链彼此 分开， 分开，形成无规 线团。 线团。 DNA变性后 变性后， DNA变性后，它 的一系列性质也 随之发生变化， 随之发生变化， 如紫外吸收(260 如紫外吸收(260 nm)值升高 值升高, nm)值升高, 粘 度降低等。 度降低等。
四．核酸的变性、复性与杂交 核酸的变性、
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核酸的变性（denaturation） 1. 核酸的变性（denaturation）与变性因素 核酸的变性是指某些理化原因使 某些理化原因使核酸双螺 核酸的变性是指某些理化原因使核酸双螺 旋区的氢键断裂，变成单链结构的过程。 氢键断裂 旋区的氢键断裂，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。 变性核酸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， 核酸的变性并不涉及磷酸二酯键的断裂， 所以它的一级结构(碱基顺序)保持不变。 所以它的一级结构(碱基顺序)保持不变。 能够引起核酸变性的因素很多。 温度升高、 能够引起核酸变性的因素很多 。 温度升高 、 酸碱度改变、 酸碱度改变 、 甲醛和尿素等的存在均可引 起核酸的变性。 起核酸的变性。
2.DNA的热变性和解链温度（Tm） 2.DNA的热变性和解链温度（Tm） 的热变性和解链温度
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用加热的方法使DNA变性叫做热变性 用加热的方法使DNA变性叫做热变性 DNA变性叫做 DNA的变性过程是突变性的 的变性过程是突变性的， DNA的变性过程是突变性的，它在很窄的温度区间 内完成。 内完成。通常把紫外吸收值达到最大值一半时的 温度称为核酸的熔点（或解链温度）Tm。 温度称为核酸的熔点（或解链温度）Tm。（通常将
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）、核酸的水解 （二）、核酸的水解
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酶解
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生物体内存在多种核酸水解酶。 生物体内存在多种核酸水解酶。这些酶可以催化水解多聚 核苷酸链中的磷酸二酯键。 核苷酸链中的磷酸二酯键。 DNA为底物的DNA水解酶 DNases）和以RNA为底物的RNA 为底物的DNA水解酶（ RNA为底物的 以DNA为底物的DNA水解酶（DNases）和以RNA为底物的RNA 水解酶（RNases）。 水解酶（RNases）。 根据作用方式又分作两类：核酸外切酶和核酸内切酶。 根据作用方式又分作两类：核酸外切酶和核酸内切酶。 核酸外切酶的作用方式是从多聚核苷酸链的一端 3′-端或5′ 5′开始，逐个水解切除核苷酸； （3′-端或5′-端）开始，逐个水解切除核苷酸；核酸内 切酶的作用方式刚好和外切酶相反， 切酶的作用方式刚好和外切酶相反，它从多聚核苷酸链中 间开始，在某个位点切断磷酸二酯键。（ 。（小球菌核酸酶即 间开始，在某个位点切断磷酸二酯键。（小球菌核酸酶即 可外切又可内切） 可外切又可内切） 在分子生物学研究中最有应用价值的是限制性核酸内切酶 限制性核酸内切酶。 在分子生物学研究中最有应用价值的是限制性核酸内切酶。 这种酶可以特异性的水解核酸中某些特定碱基顺序部位。 这种酶可以特异性的水解核酸中某些特定碱基顺序部位。