细菌染色体DNA G+Cmol%含量测定方法研究进展
dna互补碱基规律总结(优选3篇)
dna互补碱基规律总结(优选3篇)dna互补碱基规律总结第1篇1、在一个双链DNA分子中，A=T、G=C。
即：A+G=T+C或A+C=T+G。
也就是说，嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数，各占全部碱基总数的50%。
2、在双链DNA分子中，两个互补配对的碱基之和的比值与该DNA分子中每一单链中这一比值相等。
（A1+A2+T1+T2）/(G1+G2+C1+C2）=(A1+T1）/(G1+C1）=(A2+T2）/(G2+C2）。
3、DNA分子一条链中，两个不互补配对的碱基之和的比值等于另一互补链中这一比值的倒数，即DNA分子一条链中的比值等于其互补链中这一比值的倒数。
（A1+G1）/(T1+C1）=(T2+C2）/(A2+G2）。
4、在双链DNA分子中，互补的两个碱基和占全部碱基的比值等于其中任何一条单链占该碱基比例的比值，且等于其转录形成的mRNA中该种比例的比值。
即双链（A+T)%或（G+C)%=任意单链(A+T)%或（G+C)%=mRNA中(A+U)%或（G+C)%。
DNA为双链双螺旋结构。
dna互补碱基规律总结第2篇AT、CG互补配对，确实是DNA双链结构中最常见的现象，是由James Watson和Francis Crick在前人的研究基础上确定的。
因此，我们后人也将这种碱基互补配对的方式，称为Watson-Crick pairing（Watson-Crick配对）。
在Watson-Crick pairing中，A碱基的N1和C6上的N，分别与T碱基的N3和C4上的O，形成两个氢键。
但Karst Hoogsteen的数据却显示，A碱基的N7和C6上的N，和T碱基的N3和C4上的O，形成两个氢键。
他同时也发现，G和C碱基，也可以呈其他角度，彼此形成氢键，但此时只有两个氢键，而非三个。
我们将这种碱基互补配对的方式，称为Hoogsteen pairing（Hoogsteen配对）。
等一下，这还不是AT和CG配对吗？有问题吗？劳资管它是什么角度吼！正因为Hoogsteen pairing允许碱基之间解锁新的体位进行配对，于是新世界的大门就打开了……还记得上一篇文章提到的G四联体DNA吗？它就是符合Hoogsteen pairing法则的一种结构，是由4个G碱基相邻之间形成两个氢键而成的。
DNA的复制PPT课件
•Molecular Biology Course
(CsCl gradient centrifuge)
N15
DNA
N14
Semi-ConservationReplication
–第三阶段为DNA复制的终止阶段。DNA复制的整个 过程中需要30多种酶及蛋白质分子参加，我们将 在DNA复制的各个阶段着重介绍它们的作用。
•Molecular Biology Course
•Molecular Biology
Course （二）、复制的起始阶段
1、复制的起点 2、复制的方向 3、复制的速度 4、DNA复制起始引发体的形成及所参与的酶和 蛋白质
1、DNA半保留复制的机理 2、DNA的半不连续复制
•Molecular Biology
Course
1、DNA半保留复制的机理
Semi-Conservation Replication
DNA作为遗传物质的基本特点就是在细胞分裂前进行准 确的自我复制，使DNA的量成倍增加，这是细胞分裂的 物质基础。
当用缺乏糖苷酶的大肠杆菌变异株（ung-进行 实验时，尿嘧啶不再被切除。）
此时，新合成的DNA有一半放射性标记出现于岗 崎片断中，另一股直接进入大的片断。由此可 见，当DNA复制时，一条链是连续的，另一条链 是不连续的，因此称为半不连续复制（semidiscontinuous replication） 。
二、复制的起始阶段
•Molecular Biology Course
复制叉（ replication fork ）：DNA分子中正在进行 复制的分叉部位。它由两条亲代链及在其上新合成的子 链构成。
dna分子基本组成单位dnmp
dna分子基本组成单位dnmpDNA分子基本组成单位：dNMPDNA，即脱氧核糖核酸，是构成生物遗传信息的基础分子。
它以双螺旋结构存在于细胞核中，并负责传递父母到子女的遗传信息。
DNA分子的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸（dNMP），包括脱氧核糖、磷酸基团和一个含氮碱基。
脱氧核糖是dNMP的糖部分，它与核糖核酸（RNA）中的核糖不同，在于其分子结构中缺少一个氧原子。
这种差异使得DNA比RNA更为稳定，适合作为长期存储遗传信息的介质。
磷酸基团则负责连接脱氧核糖，形成DNA链的骨架结构。
含氮碱基是dNMP的关键组成部分，决定了DNA的遗传编码。
DNA 中共有四种不同的含氮碱基：腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、胞嘧啶（C）和鸟嘌呤（G）。
这些碱基通过氢键相互配对，形成DNA双螺旋结构的稳定基础。
A总是与T配对，C总是与G配对，这种碱基配对规则被称为碱基互补规则，是DNA复制和遗传信息传递的基础。
DNA分子的结构和功能密切相关。
其双螺旋结构使得DNA能够有效地存储和复制遗传信息。
在细胞分裂时，DNA通过半保留复制机制进行复制，确保每个新细胞都获得完整的遗传信息。
DNA还通过转录过程RNA，进而指导蛋白质的合成，影响生物体的各种生理功能。
在遗传学和生物学研究中，对DNA结构和功能的深入理解至关重要。
科学家们通过研究DNA，揭示了生命的遗传机制，为医学、农业和生物技术的发展提供了基础。
例如，通过分析DNA序列，科学家能够识别与疾病相关的基因突变，为疾病的诊断和治疗提供依据。
在农业领域，DNA技术的应用促进了优良品种的选育，提高了作物的产量和抗病性。
而在生物技术领域，DNA重组技术的发明使得人们能够通过基因工程手段，创造出具有特定功能的生物体和生物制品。
DNA作为生命的基本遗传物质，其结构和功能的深入研究对于理解生命本质、促进科学技术发展具有重要意义。
通过对DNA分子基本组成单位dNMP的深入了解，我们不仅能够更好地理解生命的奥秘，还能够为人类的健康和福祉做出贡献。
高三生物DNA的结构和复制知识点
高三生物DNA的结构和复制知识点脱氧核苷酸;鸟嘌呤(G)脱氧核苷酸;胞嘧啶(C)脱氧核苷酸;胸腺嘧啶(T)脱氧核苷酸;组成四种脱氧核苷酸的脱氧核糖和磷酸都是一样的，所不相同的是四种含氮碱基：ATGC。
④DNA是由四种不同的脱氧核苷酸为单位，聚合而成的脱氧核苷酸链。
2、DNA的双螺旋结构：DNA的双螺旋结构，脱氧核糖与磷酸相间排列在外侧，形成两条主链(反向平行)，构成DNA的基本骨架。
两条主链之间的横档是碱基对，排列在内侧。
相对应的两个碱基通过氢键连结形成碱基对，DNA一条链上的碱基排列顺序确定了，根据碱基互补配对原则，另一条链的碱基排列顺序也就确定了。
3、DNA的特性：①稳定性：DNA分子两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序和两条链之间碱基互补配对的方式是稳定不变的，从而导致DNA分子的稳定性。
②多样性：DNA 中的碱基对的排列顺序是千变万化的。
碱基对的排列方式：4n(n为碱基对的数目)③特异性：每个特定的DNA分子都具有特定的碱基排列顺序，这种特定的碱基排列顺序就构成了DNA分子自身严格的特异性。
4、碱基互补配对原则在碱基含量计算中的应用：①在双链DNA分子中，不互补的两碱基含量之和是相等的，占整个分子碱基总量的50%。
②在双链DNA分子中，一条链中的嘌呤之和与嘧啶之和的比值与其互补链中相应的比值互为倒数。
③在双链DNA分子中，一条链中的不互补的两碱基含量之和的比值(A+T/G+C)与其在互补链中的比值和在整个分子中的比值都是一样的。
5、DNA的复制：①时期：有丝分裂间期和减数第一次分裂的间期。
②场所：主要在细胞核中。
③条件：a、模板：亲代DNA的两条母链;b、原料：四种脱氧核苷酸为;c、能量：(ATP);d、一系列的酶。
缺少其中任何一种，DNA复制都无法进行。
④过程：a、解旋：首先DNA分子利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下，把两条扭成螺旋的双链解开，这个过程称为解旋;b、合成子链：然后，以解开的每段链(母链)为模板，以周围环境中的脱氧核苷酸为原料，在有关酶的作用下，按照碱基互补配对原则合成与母链互补的子链。
焦磷酸测序技术的原理
Pyrosequencing技术的原理Pyrosequencmg是一项全新的DNA测序技术，可以快速、准确地测定一段较短的目标片段。
其基木原理如下：第1步：1个特异性的测序引物和取链DNA模板结合，然后加入酹混合物（包括DXA Polymerase> ATP Sulfurylasex Luciferase 和Apyrase）和底物混合物（包括APS 111 Luciferin）。
第2步：向反应休系中加入】种dXTP,如果它刚好能和DNA模板的下一个碱基配对.则会在D冶聚合酶的作用下，添加到测序引物的3 '末端.同时释放出一个分子的焦磷酸（PPD。
第2步图示（图片來自互联网）第3步：在ATP硫酸化酹的作用下.生成的PPi可以和APS结合形成ATP;在荧光素曲的催化下.生成的ATP 又可以和荧光素结合形成氧化荧光素，同时产生可见光。
通过CCD光学系统即可获得一个特界的检测峰，峰值的商低则和相匹配的碱基数成正比。
SulfurylO^^n-ucle^tide incorporation light-as 令pe-ak in the pyrogr^im第3步图示（图片來自互联网）第4步：反应体系中剩余的dNTP和残留的少虽ATP在Apyrase的作用下发生降解。
dNTp_Apyr«c_^dNDp *dNMP • phosphate員TP 金即"*■ ADP 十AMP 十phosphate第・1步图示（图片來自互联网）第5步：加入另一种dNTP,使第2-4步反应重复进行，根据获得的峰值图即可读取准确的DXA序列信息。
Pyrosequecmg技术操作简也结果准确可靠，可应用于SXP位点检测、等位基伙I频率测定、细菌和病毒分型等领域。
一如果您认为木词条还有待完善.请编辑词条上一篇SXP（W核昔酸多态性）下一篇阅读质粒图谱具体事例【摘要】建立了一种将序列标记反转录聚合酶链反应（PCR）与焦磷酸测序技术结合的相对基因表达量测左法（简称“SRPP”）。
高三生物DNA的结构和复制知识点
高三生物DNA的结构和复制知识点高中频道为各位学生同学整理了高三生物DNA的结构和复制知识点，供大家参考学习。
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DNA的结构和复制名词：1、DNA的碱基互补配对原则：A与T配对，G与C配对。
2、DNA复制：是指以亲代DNA分子为模板来合成子代DNA的过程。
DNA的复制实质上是遗传信息的复制。
3、解旋：在ATP供能、解旋酶的作用下，DNA分子两条多脱氧核苷酸链配对的碱基从氢键处断裂，于是部分双螺旋链解旋为二条平行双链，解开的两条单链叫母链(模板链)4、DNA的半保留复制：在子代双链中，有一条是亲代原有的链，另一条则是新合成的。
5、人类基因组是指人体DNA分子所携带的全部遗传信息。
人类基因组计划就是分析测定人类基因组的核苷酸序列。
语句：1、DNA的化学结构：①DNA是高分子化合物：组成它的基本元素是C、H、O、N、P等。
②组成DNA的基本单位脱氧核苷酸。
每个脱氧核苷酸由三部分组成：一个脱氧核糖、一个含氮碱基和一个磷酸③构成DNA的脱氧核苷酸有四种。
DNA在水解酶的作用下，可以得到四种不同的核苷酸，即腺嘌呤(A)脱氧核苷酸;鸟嘌呤(G)脱氧核苷酸;胞嘧啶(C)脱氧核苷酸;胸腺嘧啶(T)脱氧核苷酸;组成四种脱氧核苷酸的脱氧核糖和磷酸都是一样的，所不相同的是四种含氮碱基：ATGC。
④DNA是由四种不同的脱氧核苷酸为单位，聚合而成的脱氧核苷酸链。
2、DNA的双螺旋结构：DNA的双螺旋结构，脱氧核糖与磷酸相间排列在外侧，形成两条主链(反向平行)，构成DNA的基本骨架。
两条主链之间的横档是碱基对，排列在内侧。
相对应的两个碱基通过氢键连结形成碱基对，DNA一条链上的碱基排列顺序确定了，根据碱基互补配对原则，另一条链的碱基排列顺序也就确定了。
3、DNA的特性：①稳定性：DNA分子两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序和两条链之间碱基互补配对的方式是稳定不变的，从而导致DNA分子的稳定性。
②多样性：DNA 中的碱基对的排列顺序是千变万化的。
【高中生物】解读DNA分子的结构
【高中生物】解读DNA分子的结构1953年4月25日发表在英国《自然》杂志上的一篇论文《核酸的分子结构――脱氧核糖核酸的一个结构模型》，揭开了dna的结构之迷。
沃森、克里克和维尔金斯三人也因此共同获得了1962年的诺贝尔生理学或医学奖。
那么，dna分子的结构到底是怎样的呢？1.基本单元dna分子的基本单位是脱氧核苷酸。
每分子脱氧核苷酸由一分子含氮碱基、一分子磷酸和一分子脱氧核糖通过脱水缩合而成（右图）。
由于构成dna的含氮碱基有四种：腺嘌呤（a）、鸟嘌呤（g）、胸腺嘧啶（t）和胞嘧啶（c），因而脱氧核苷酸也有四种，它们分别是腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸和胞嘧啶脱氧核苷酸。
2.分子结构dna分子的立体结构为规则的双螺旋结构，具体为：由两条dna反向平行的dna链盘旋成双螺旋结构。
dna分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。
dna分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对（a与t通过两个氢键相连、c与g通过三个氢键相连），碱基配对遵循碱基互补配对原则。
应注意以下几点：（1） DNA链：一个脱氧核苷酸分子的3号碳原子与另一个脱氧核苷酸分子的5号碳原子端的磷酸基通过脱水缩合形成磷酸二酯键，脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成链。
⑵5＇端和3＇端：由于dna链中的游离磷酸基团连接在5号碳原子上，称5＇端；另一端的的3号碳原子端称为3＇端。
（3）反平行：这意味着构成DNA分子的两条链中的一条链的5'端总是与另一条链的3'端相反，也就是说，一条链是3'~5'，另一条链是5'~3'。
⑷碱基配对原则：两条链之间的碱基配对时，a与t配对、c与g配对。
双链dna分子中，a=t，c=g（指数目），a%=t%，c%=g%，可据此得出：① A+G=t+C：嘌呤碱的碱基数等于嘧啶碱的碱基数；②a+c（g）=t+g（c）：即任意两不互补碱基的数目相等；③ A%+C%=t%+G%=A%+G%=t%+C%=50%：即任意两个非互补碱基之和相等，占总碱基的50%；④（a1+t1）/（c1+g1）=（a2+t2）/（c2+g2）=（a+t）/（c+g）=a/c=t/g：即双链dna及其任一条链的（a+t）/（c+g）为一定值；⑤ （a1+C1）/（T1+G1）=（T2+G2）/（A2+C2）=1/[（A2+C2）/（T2+G2）]：两条DNA分子链中的（a+C）/（T+G）是相互倒的；双链DNA分子的（a+C）/（T+G）=1。
DNA的结构与功能
DNA的结构与功能DNA，即脱氧核糖核酸（Deoxyribonucleic acid），是一种存在于所有生物体内的大分子化合物，承载着生物遗传信息的重要分子。
DNA的结构与功能一直是生物科学研究的热门话题之一。
本文将从DNA的结构以及其在生物体内的功能两个方面进行探讨。
一、DNA的结构DNA的结构主要包括碱基、磷酸、脱氧核糖和连接两条DNA链的氢键等要素。
碱基是DNA的基本组成单位，包括腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、胞嘧啶（C）和鸟嘌呤（G）四种。
碱基通过氢键的方式进行配对，A与T之间形成两个氢键，C与G之间形成三个氢键，这种配对关系被称为互补配对。
磷酸是DNA中的一个重要组成部分，连接在脱氧核糖的3'位上，形成磷酸二脱氧核苷酸。
脱氧核糖是由一个五碳糖和一个氢原子组成，连接在碱基上。
DNA中的脱氧核糖都是二脱氧核糖，与RNA中的核糖有所不同。
DNA由两条互补的链组成，这两条链通过碱基之间的氢键相互连接。
DNA双链呈螺旋状结构，我们常称之为DNA双螺旋结构。
DNA的双螺旋结构具有一定的稳定性，能很好地保护和传递遗传信息。
二、DNA的功能1. 遗传信息的存储和传递：DNA存储了生物体的遗传信息，包括个体的发育、形态、生理特性等。
通过DNA的复制和遗传物质的传递，生物的遗传信息能够代代相传，并在传递过程中发生适应与演化。
2. 蛋白质合成的模板：DNA中的遗传信息能够通过转录过程被转化成RNA，再通过翻译过程被转化为蛋白质。
蛋白质是生物体内的重要分子，担任着多种生物功能。
DNA作为蛋白质合成的模板，起到了至关重要的作用。
3. 调控基因表达：DNA不仅在遗传信息的传递中发挥作用，还能通过DNA的甲基化、组蛋白修饰等方式来调控基因的表达。
这些调控机制使得不同细胞在同一DNA序列的基础上表达出不同的基因和功能，从而实现生物体内的细胞分化与组织特化。
4. 遗传突变与进化：DNA不仅在遗传信息的传递中稳定性很高，也存在一定的变异性。
高中生物dna分子结构知识点dna分子结构
高中生物dna分子构造知识点 dna分子构造dna分子构造是新课标教材人教版高中生物必修二《遗传与进化》第3章第2节的内容，有哪些知识点要学习?下面是WTT给大家带来的高中生物dna分子构造知识点，希望对你有帮助。
高中生物dna分子构造知识点1953年，美国科学家沃森和英国科学家克里克共同提出了DNA分子的双螺旋构造模型。
DNA分子的根本单位是脱氧核苷酸。
一分子该根本单位由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成。
由于组成脱氧核苷酸的碱基只有4种：腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)，因此，脱氧核苷酸有4种：腺嘌呤脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸和胞嘧啶脱氧核苷酸。
很多个脱氧核苷酸聚合成为多核苷酸链。
DNA分子的立体构造是双螺旋。
DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对有一定的规律：A与T,C与G。
碱基之间的这种一一对应关系，叫做碱基互补配对原那么。
组成DNA分子的碱基只有4种，但碱基对的排列顺序却是千变万化的。
碱基对的排列顺序代表了遗传信息。
假设含有碱基20__0个，那么排列方式有41000种。
DNA分子的根本单位是脱氧核苷酸。
每分子脱氧核苷酸由一分子含氮碱基、一分子磷酸和一分子脱氧核糖通过脱水缩合而成。
由于构成DNA的含氮碱基有四种：腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C)，因此脱氧核苷酸也有四种，它们分别是腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸和胞嘧啶脱氧核苷酸。
DNA分子的立体构造为规那么的双螺旋构造，详细为：由两条DNA反向平行的DNA链盘旋成双螺旋构造。
DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成根本骨架;碱基排列在内侧。
DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对(A与T通过两个氢键相连、C与G通过三个氢键相连)，碱基配对遵循碱基互补配对原那么。
应注意以下几点：⑴DNA链：由一分子脱氧核苷酸的3号碳原子与另一分子脱氧核苷酸的5号碳原子端的磷酸基团之间通过脱水缩合形成磷酸二脂键，由磷酸二脂键将脱氧核苷酸连接成链。
DNA分子的结构与复制详解
DNA分子的结构与复制详解DNA是一种双螺旋结构的分子，它承载了生命的遗传信息。
DNA的结构与复制是遗传学中重要的基础知识，下面我们来详细解释一下。
DNA分子的结构是由一系列的核苷酸组成的。
核苷酸是由一个糖分子、一个含氮碱基和一个磷酸基团组成的。
糖分子是脱氧核糖，故称为脱氧核苷酸（deoxyribonucleotide）。
氮碱基分为腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）四种。
在DNA中，A氮碱基总是与T氮碱基相对应，而G氮碱基总是与C氮碱基相对应。
这种特定的碱基配对决定了DNA分子的稳定性和遗传信息的传递方式。
DNA分子是以螺旋形式存在的，即形成双螺旋结构。
两条DNA链通过碱基配对连接在一起，并且以相反方向排列。
其中，两条链通过氢键相互连接，A与T之间存在两条氢键，而G与C之间存在三条氢键。
这种稳定的结构保证了DNA分子的可靠复制和传递。
在DNA复制时，原DNA分子首先解旋，也就是两条链分离。
这个过程由一个酶组成，称为DNA解旋酶。
它能够断裂氢键并将两条链分开。
解旋后，DNA上的每条链都作为模板用来合成新的对应链。
DNA的合成过程是由DNA聚合酶酶催化的。
DNA聚合酶能够在已有的DNA链上加入相应的核苷酸，使新的链逐渐生成。
在新合成的链中，A氮碱基与原DNA链上的T氮碱基相对应，而G氮碱基与C氮碱基相对应。
因此，DNA聚合酶能够通过配对原则来复制DNA序列。
DNA复制是一个半保留复制过程。
在新合成的DNA分子中，一条链是原来的模板链，另一条链是新合成的链。
这样，每一个新的DNA分子中都包含了一部分的原有DNA序列，并且配对原则得到了遵守。
这保证了遗传信息在DNA复制过程中的传递。
DNA复制是生物体生长和繁殖过程的基础。
通过DNA复制，细胞可以将遗传信息传递给下一代，保证了后代能够继承父代的性状。
总结起来，DNA分子的结构是由核苷酸组成的双螺旋结构，通过碱基配对保持稳定。
DNA复制是一个半保留的过程，由DNA解旋酶解旋DNA分子，然后由DNA聚合酶在模板链上合成新的DNA链。
单链dna与互补链杂化形成双链dna的热力学参数
单链dna与互补链杂化形成双链dna的热力学参数DNA双链是生物体内最具有代表性的双链结构之一。
DNA的双链结构是由两条互补的单链DNA相互交叉缠绕而成的。
而单链DNA与互补链杂化后便可形成双链DNA。
DNA的双链结构在生物体内具有重要的生理功能，可用于转录和复制。
单链DNA与互补链之间的杂化形成双链DNA的过程涉及了许多热力学参数。
热力学参数是描述物质在发生化学反应或者物理变化时所表现出的热力学性质的一种参数。
在DNA双链形成的过程中，热力学参数具有很高的重要性，它们可以为我们理解DNA的结构和功能提供重要的理论依据。
首先，我们来看一下单链DNA与互补链杂化形成双链DNA的过程。
DNA的单链结构是由四种碱基（腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟嘌呤和胞嘧啶）组成的。
其中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之间存在着A-T键，鸟嘌呤与胞嘧啶之间存在着G-C键。
而这两个键的特点是它们之间存在着一定的氢键作用。
当单链DNA与互补链杂化的过程中，单链DNA中的碱基与互补链中的碱基发生氢键作用，从而形成了双链DNA。
在这个过程中，热力学参数起着关键的作用。
首先，我们需要考虑到的是熵变（ΔS）的影响。
熵是描述一个系统的无序程度的物理量。
在DNA双链形成的过程中，单链与互补链之间的杂化会导致系统的无序程度减小，因此会产生负的熵变。
而熵变ΔS的大小将直接影响到双链形成的程度。
其次，我们需要考虑到的是焓变（ΔH）的影响。
焓是描述一个系统内部微观结构的统计物理量。
在DNA双链形成的过程中，单链与互补链之间的杂化会释放出能量，这会导致系统的焓变ΔH为负。
而焓变ΔH的大小也将直接影响到双链形成的程度。
最后，熵变和焓变的综合作用将决定反应的自由能变化（ΔG）。
自由能变化ΔG是描述一个化学反应进行方向的重要物理量。
在DNA双链形成的过程中，如果ΔG < 0，说明反应是自发进行的，双链形成的程度会更高。
而如果ΔG > 0，则说明反应是不自发进行的，双链形成的程度会更低。
ssdna的分子量
ssdna的分子量
单链DNA（ssDNA）的分子量可通过以下公式计算：
分子量（g/mol）=核苷酸数量 ×每个核苷酸的摩尔质量
每个核苷酸的摩尔质量为由其组成的碱基（腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶）的摩尔质量之和。
腺嘌呤的摩尔质量为331.221 g/mol，鸟嘌呤的摩尔质量为347.221 g/mol，胸腺嘧啶的摩尔质量为322.208 g/mol，胞嘧啶的摩尔质量为307.197
g/mol。
例如，如果ssDNA由10个核苷酸组成，其中6个是腺嘌呤，2个是鸟嘌呤，1个是胸腺嘧啶，1个是胞嘧啶，那么其分子
量为：
分子量 = 10 × (6×331.221 + 2×347.221 + 1×322.208 + 1×307.197) g/mol
请根据实际的核苷酸组成数据计算具体的分子量。
DNA复制的保真性名词解释
DNA复制的保真性名词解释DNA复制是细胞分裂过程中的关键步骤之一。
在细胞分裂过程中，复制DNA是为了保证新细胞能获得与母细胞完全相同的遗传信息。
但是，即使在高度保守的生物过程中，复制过程中仍存在着一定的错误率。
为了解释DNA复制的保真性，我们需要深入了解DNA的结构和复制过程。
DNA（脱氧核糖核酸）是生物体中存储遗传信息的分子，由两条互补的链组成。
每条链由一系列核苷酸组成，核苷酸由一个糖分子（脱氧核糖）与一个碱基（腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶中的一种）以磷酸二酯键连接而成。
DNA复制是通过DNA聚合酶这类特殊酶催化的，该酶能够将游离的核苷酸与模板DNA链上互补的碱基配对。
复制开始时，双螺旋结构的DNA被解旋成两条单链，形成复制起点。
之后，DNA聚合酶开始在每条单链的模板上合成新的互补链。
具体过程中，DNA聚合酶按照A对T，G对C的配对规则，从模板链上读取信息，合成与模板链相匹配的新链。
这个过程是半保守复制，即每一条新合成的DNA分子都包含一条旧的模板链，以保证遗传信息的完整性。
然而，尽管DNA复制的过程相对精确，但并不是绝对准确的。
DNA复制的保真性是指复制过程中保持碱基序列的准确性的能力。
保真性的核心在于降低错误率，并能及时修复可能出现的错误。
DNA复制错误率的降低是通过多个机制完成的。
首先，DNA聚合酶在复制过程中具有校对功能。
这种校对功能被称为3'-5'外切活性，在合成链的同时可以检测到配对错误，并主动剪切掉不正确的碱基。
其次，细胞中还存在DNA修复机制。
DNA修复酶能够检测和纠正DNA链上的损伤或错误，并恢复DNA的正常结构。
最后，DNA复制过程中还受到一系列调控蛋白的控制。
这些蛋白负责监测并纠正复制中的错误，确保复制过程的准确性。
然而，尽管存在多重机制来保障DNA复制的保真性，错误仍然不可避免。
据研究表明，DNA复制的错误率大约是每10^9个核苷酸中发生1次错误。
dna复制规律
dna复制规律DNA（脱氧核糖核酸）是一种由碱基组成的物质，构成生物体细胞的基本结构单元，是遗传信息的存储媒介。
根据霍夫曼定律，DNA有一定的复制规律。
DNA复制规律又称为Watson-Crick复制规律，是DNA制前后碱基配对间的一致性，即复制过程中碱基互补特征不变。
DNA复制构成了基因遗传承传的重要手段，我们可以从DNA复制的精确性来体会人类奇妙的遗传机制。
DNA复制遵循“互补对称”的原则，即A与T，G与C相互对应的原则。
复制时，鸟嘌呤（A）与胸腺嘧啶（T）组成的双螺旋结构相链，鸟嘌呤（G）与胞嘧啶（C）组成的双螺旋结构相链，DNA的双螺旋结构被拆开，两组拆开双螺旋结构所对应的碱基出现在拆开的两边，一边是模板核苷酸，另一边是新核苷酸，这两边则是碱基相互补位，如此形成两条新的DNA链。
另外，DNA复制规律也有“回文序列”的规律，即一条特定的DNA 序列，从5’末端开始读取，到3’末端结束的序列，其实和从3’末端开始读取，到5’末端结束的序列一模一样，也就是说，DNA片段的两个末端读取序列是一致一样的，我们称之为“回文”序列。
从DNA复制规律中，我们可以看出，DNA复制过程是一种非常精确的过程，它确保了DNA双螺旋结构和回文序列不变。
这种复制规律在细胞分裂后会保持一致，为复制生物体的信息传递提供了可靠的保证。
在DNA复制过程中，DNA复制酶等多种蛋白质有着重要的作用。
当DNA复制发生的时候，其中的一块被称为模板DNA。
模板DNA会引发复制，模板DNA上的核苷酸会和另一块DNA链上的核苷酸相配对，这就是DNA复制所期望的效果。
正是由于DNA复制的精确性，使得DNA复制能够成为一种重要的遗传机制，它可以使生物体细胞的遗传信息传递的恒定。
只有在DNA 复制的精确性的基础上，遗传现象才能够顺利地发生，而这种精确性，又正是由DNA复制规律所决定的。
生工DNA浓度换算
核酸以及核苷酸的基本换算2010-11-6 7:47:541．核酸的换算：(1.1) 摩尔数与质量：1 mg 1,000bp DNA = 1.52 pmol1 mg pUC18/19 DNA (2,688bp) = 0.57 pmol1 mg pBR322 DNA (4,361bp) = 0.35 pmol1 mg SV40 DNA (5,243bp) = 0.29 pmol1 mg FX174 DNA (5,386bp) = 0.28 pmol1 mg M13mp18/19 DNA (7.250bp) = 0.21 pmol1 mg l phage DNA (48,502bp) = 0.03 pmol1 pmol 1,000bp DNA = 0.66 mg1 pmol pUC18/19 DNA (2,688bp) = 1.77 mg1 pmol pBR322 DNA (4,361bp) = 2.88 mg1 pmol SV40 DNA (5,243bp) = 3.46 mg1 pmol FX174 DNA (5,386bp) = 3.54 mg1 pmol M13mp18/19 DNA (7.250bp) = 4.78 mg1 pmol l phage DNA (48,502bp) = 32.01 mg(1.2) 光吸收值与浓度：1 OD260 dsDNA = 50 mg/ml = 0.15 mmol/L1 OD260 ssDNA = 33 mg/ml = 0.10 mmol/L1 OD260 ssRNA = 40 mg/ml = 0.12 mmol/L1 mmol/L dsDNA = 6.7 OD2601 mmol/L ssDNA = 10.0 OD2601 mmol/L ssRNA = 8.3 OD260(1.3) 分子量：1个脱氧核糖核酸碱基的平均分子量为333 Daltons1个核糖核酸碱基的平均分子量为340 Daltons(1.4) 核酸末端浓度：环状DNA：pmol ends = pmol DNA ′ number of cuts ′ 2线性DNA：pmol ends = pmol DNA ′ (number of cuts ′ 2 + 2)1 mg 1,000bp DNA = 3.04 pmol ends1 mg pUC18/19 DNA (2,688bp) = 1.14 pmol ends1 mg pBR322 DNA (4,361bp) = 0.7 pmol ends1 mg SV40 DNA (5,243bp) = 0.58 pmol ends1 mg FX174 DNA (5,386bp) = 0.56 pmol ends1 mg M13mp18/19 DNA (7.250bp) = 0.42 pmol ends1 mg l phage DNA (48,502bp) = 0.06 pmol ends2．核苷酸的换算：(2.1) 分子量：MW (Da) = 333 ′ N (number of bases)(2.2) 浓度：C (mmol/L or pmol/ml) = OD260 / (0.01 ′ N)C (ng/ml) = OD260 ′ MW / (0.01 ′ N)MW —— molecular weightN —— number of basesOD260 —— absorbance at 260 nm(2.3) 双链DNA与寡核苷酸的熔点短于25bp的双链寡核苷酸：Tm = 2 (A + T) + 4 (G + C)长于25bp的双链寡核苷酸：Tm = 81.5 + 16.6 ( lg[J+] ) + 0.41 (%GC)– (600/N) – 0.63 (%Formamide)N ——引物的长度(以碱基数计算)J+ ——单价阳离子浓度(2.4) DNA与表达蛋白之间分子量换算1 kb DNA = 333 amino acid ≈ 3.7 ′ 104 Da10,000 Da Protein ≈ 270 bp DNA30,000 Da Protein ≈ 810 bp DNA50,000 Da Protein ≈ 2701 bp DNA100,000 Da Protei n ≈ 27 kb DNA。
DNA分子的结构
3.双链DNA分子中两不互补的碱基之和比值相等 即（A+G）/（T+C）＝（A+C）/（T+G） =1
七、DNA中碱基计算的一般规律
4.DNA分子的一条链上（A1+ T1）／（C1+ G1）= a (通常不等1) 则该链的互补链上相应比例（A2+ T2）／（C2+ G2） 为 a， 整个DNA分子中（A＋T）/（C＋G）的比例为a。 5.DNA分子的一条链上（A1+ C1）/（T1+ G1）＝b则 该链的互补链上相应比例（A2+ C2）/（T2+ G2） 为1／b。 整个DNA分子中（A＋C）/（T＋G）的比例为1。
你注意到了吗？
两条长链上的脱 氧核糖与磷酸交 替排列的顺序是 稳定不变的。
G
A
C
T
G
C
长链中的碱基对 的排列顺序是千 变万化的。
六、DNA分子的特点
1.稳定性： ＤＮＡ中的脱氧核糖和磷酸交替连接的 方式不变，两条链间碱基互补配对的原 则不变。（即结构的稳定性） 2.多样性：DNA分子碱基对的排列顺序千变万化。 一个最短的DNA分子也有4000个碱基对，可 能的排列方式就有44000种。 3.特异性：特定的DNA分子具有特定的碱基排列顺序。 不同的生物，碱基对的数目可能不同，碱 基对的排列顺序肯定不同。
左一：威尔金斯 左三：克里克 左五：沃森
三、DNA分子的双螺旋结构
A C A T G T
磷酸 脱氧核糖 含氮碱基
碱基对 另一碱基对
A
C
T
G
DNA的碱基数与分子量的换算
DNA的碱基数与分子量的换算DNA碱基对（钠盐）的平均分子量= 650 道尔顿A260 unit ds DNA = 50 μg/ml = 0.15 mM (in nucleotides)A260 unit ss DNA = 33 μg/ml = 0.10 mM (in nucleotides)A260 unit ss RNA = 40 μg/ml = 0.11 mM (in nucleotides)双链DNA分子的分子量(道尔顿) = 碱基对目×650双链DNA分子的末端摩尔数= 2 ×DNA质量（克）/ DNA分子量（道尔顿）限制性内切酶酶切后的DNA末端摩尔数：环状DNA分子：2 × DNA摩尔数×位点数线性DNA分子：2 × DNA摩尔数×位点数+ 2 × DNA摩尔数1 μg 1000 bp DNA = 1.52 pmol = 9.1 × 1011 molecules1 μg pUC18/19 DNA (2686 bp) = 0.57pmol = 3.4 × 1011 molecules1 μg pBR322 DNA (4361 bp) = 0.35 pmol = 2.1 × 1011 molecules1 μg M13mp18/19 DNA (7249 bp) = 0.21 pmol = 1.3 × 1011 molecules1 μg λDNA (48502 bp) = 0.03 pmol = 1.8 ×1010 molecules1 pmol 1000 bp DNA = 0.66 μg1 pmol pUC18/19 DNA (2686 bp) = 1.77 μg1 pmol pBR322 DNA (4361 bp) = 2.88 μg1 pmol M13mp18/19 DNA (7249 bp) = 4.78 μg1 pmol λDNA (48502 bp) = 32.01 μgkb DNA = 333个氨基酸的编码量≈ 37,000 道尔顿蛋白质10,000道尔顿蛋白质≈270 bp DNA50,000道尔顿蛋白质≈ 1.35 kb DNADNA碱基对（钠盐）的平均分子量= 650 道尔顿A260 unit ds DNA = 50 μg/ml = 0.15 mM (in nucleotides)A260 unit ss DNA = 33 μg/ml = 0.10 mM (in nucleotides)A260 unit ss RNA = 40 μg/ml = 0.11 mM (in nucleotides)双链DNA分子的分子量(道尔顿) = 碱基对目×650双链DNA分子的末端摩尔数= 2 ×DNA质量（克）/ DNA分子量（道尔顿）限制性内切酶酶切后的DNA末端摩尔数：环状DNA分子：2 × DNA摩尔数×位点数线性DNA分子：2 × DNA摩尔数×位点数+ 2 × DNA摩尔数1 μg 1000 bp DNA = 1.52 pmol = 9.1 × 1011 molecules1 μg pUC18/19 DNA (2686 bp) = 0.57 pmol = 3.4 × 1011 molecules1 μg pBR322 DNA (4361 bp) = 0.35 pmol = 2.1 × 1011 molecules1 μg M13mp18/19 DNA (7249 bp) = 0.21 pmol = 1.3 × 1011 molecules1 μg λDNA (48502 bp) = 0.03 pmol = 1.8 ×1010 molecules1 pmol 1000 bp DNA = 0.66 μg1 pmol pUC18/19 DNA (2686 bp) = 1.77 μg1 pmol pBR322 DNA (4361 bp) = 2.88 μg1 pmol M13mp18/19 DNA (7249 bp) = 4.78 μg1 pmol λDNA (48502 bp) = 32.01 μgkb DNA = 333个氨基酸的编码量≈ 37,000 道尔顿蛋白质10,000道尔顿蛋白质≈270 bp DNA50,000道尔顿蛋白质≈ 1.35 kb DNADNA碱基对（钠盐）的平均分子量= 650 道尔顿A260 unit ds DNA = 50 μg/ml = 0.15 mM (in nucleotides)A260 unit ss DNA = 33 μg/ml = 0.10 mM (in nucleotides)A260 unit ss RNA = 40 μg/ml = 0.11 mM (in nucleotides)双链DNA分子的分子量(道尔顿) = 碱基对目×650双链DNA分子的末端摩尔数= 2 ×DNA质量（克）/ DNA分子量（道尔顿）限制性内切酶酶切后的DNA末端摩尔数：环状DNA分子：2 × DNA摩尔数×位点数线性DNA分子：2 × DNA摩尔数×位点数+ 2 × DNA摩尔数1 μg 1000 bp DNA = 1.52 pmol = 9.1 × 1011 molecules1 μg pUC18/19 DNA (2686 bp) = 0.57 pmol = 3.4 × 1011 molecules1 μg pBR322 DNA (4361 bp) = 0.35 pmol = 2.1 × 1011 molecules1 μg M13mp18/19 DNA (7249 bp) = 0.21 pmol = 1.3 × 1011 molecules1 μg λDNA (48502 bp) = 0.03 pmol = 1.8 ×1010 molecules1 pmol 1000 bp DNA = 0.66 μg1 pmol pUC18/19 DNA (2686 bp) = 1.77 μg1 pmol pBR322 DNA (4361 bp) = 2.88 μg1 pmol M13mp18/19 DNA (7249 bp) = 4.78 μg1 pmol λDNA (48502 bp) = 32.01 μgkb DNA = 333个氨基酸的编码量≈ 37,000 道尔顿蛋白质10,000道尔顿蛋白质≈270 bp DNA50,000道尔顿蛋白质≈ 1.35 kb DNADNA碱基对（钠盐）的平均分子量= 650 道尔顿A260 unit ds DNA = 50 μg/ml = 0.15 mM (in nucleotides)A260 unit ss DNA = 33 μg/ml = 0.10 mM (in nucleotides)A260 unit ss RNA = 40 μg/ml = 0.11 mM (in nucleotides)双链DNA分子的分子量(道尔顿) = 碱基对目×650双链DNA分子的末端摩尔数= 2 ×DNA质量（克）/ DNA分子量（道尔顿）限制性内切酶酶切后的DNA末端摩尔数：环状DNA分子：2 × DNA摩尔数×位点数线性DNA分子：2 × DNA摩尔数×位点数+ 2 × DNA摩尔数1 μg 1000 bp DNA = 1.52 pmol = 9.1 × 1011 molecules1 μg pUC18/19 DNA (2686 bp) = 0.57 pmol = 3.4 × 1011 molecules1 μg pBR322 DNA (4361 bp) = 0.35 pmol = 2.1 × 1011 molecules1 μg M13mp18/19 DNA (7249 bp) = 0.21 pmol = 1.3 × 1011 molecules1 μg λDNA (48502 bp) = 0.03 pmol = 1.8 ×1010 molecules1 pmol 1000 bp DNA = 0.66 μg1 pmol pUC18/19 DNA (2686 bp) = 1.77 μg1 pmol pBR322 DNA (4361 bp) = 2.88 μg1 pmol M13mp18/19 DNA (7249 bp) = 4.78 μg1 pmol λDNA (48502 bp) = 32.01 μgkb DNA = 333个氨基酸的编码量≈ 37,000 道尔顿蛋白质10,000道尔顿蛋白质≈270 bp DNA50,000道尔顿蛋白质≈ 1.35 kb DNA。
核算中质量与浓度的换算
核算中质量与浓度的换算光度计测量的转换:双链DNA (ds DNA)：A260 = OD260 = 1 相当于50 µg/ml溶液单链DNA(ss DNA)：A260 = OD260 = 1相当于33 µg/ml溶液RNA：A260 = OD260 = 1相当于40 µg/ml溶液参考文献：Freifelder, D., Physical Biochemistry: Applications to Biochemistry & Molecular Biology, . Freeman and Company, CA, 1982, p. 494-536.核酸分子量计算方程式：吸光度(A)＝摩尔消光系数×浓度×长度500 bp的双链DNA＝325,000 Daltons500 nt*的单链DNA＝162,500 Daltons *nt = nucleotidedNMP的平均分子量＝325 Daltons（总的也就是腺苷三磷酸 dNMP，d是脱氧的意思,N是核苷总称(包括ATCG)，M代表1，P磷酸基团合起来就是脱氧核苷酸2’-deoxynucleoside-5’-monophosphate）寡聚体定量：寡聚体-寡聚体，是一种由数量较少的单体以共价键重复的连接而成的短多聚体，常是指氨基酸、糖、核苷酸的短多聚体。
其单体的数目一般在20以下，常为2～10个monomerie unit ( mer) ：单体单元，相当于nt或者BP都可以。
通常用于双链核酸中的单位，100 mer DNA相当于每一条链有100nt，那么整条链就是100bp20-mer，A260 = 1的贮存液含有5 nmol寡聚体：5 nmol = 33 µg/(20×325)40-mer，A260 = 1的贮存液含有5 nmol寡聚体： nmol = 33 µg/(40×325) pmol为单位的引物转换为µg为单位的引物：（X pmoles×长度bp×325）/ 1,000,000例：10pmoles的25-mer，则为（10pmol×25bp×325）/ 1,000,000 = µg primerµg为单位的引物转换为pmol为单位的引物：（X pmoles×1,000,000）/（长度bp ×325）例：µg的20-mer，则为（µg×1,000,000）/（20bp×325）= pmoles primerpcr扩增反应引物浓度的计算：引物毫摩尔浓度（mM）= pmoles/µl例1：100µl PCR反应体系中有20pmol的引物 = mM例2：引物为24bp，并溶解于µl H2O中；10µl溶液稀释至测定其A260为：A260 = OD260 = ；则贮存液在260nm（A260）的吸光度为76；的贮存液含有个单位的A260；引物碱基组成为：A=6, C=6, G=6, T=6；260nm引物的摩尔消光系数 = a(16,000) + b(12,000) + c(7,000) + d(9,600) 注：a、b、c、d分别是 A's、G's、C's、T's的碱基个数；PCR引物的摩尔消光系数= 6(16,000) + 6(12,000) + 6(7,000) + 6(9,600) = 267,600则PCR引物贮存液的摩尔浓度为：76/267,600 = 284 mM核酸数据(Nucleic Acid Data)Kd是kilodaltons的缩写，既千道尔顿。
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动物医学进展,2003,24(1):50-52Progr ess in Veterinary M edicine细菌染色体DNA G+C mol%含量测定方法研究进展李 琳,李槿年,余为一(安徽农业大学畜牧水产学院,安徽合肥230036)中图分类号:S852.6 文献标识码:A文章编号:1007-5038(2003)01-0050-03摘 要:生物体的遗传物质DNA中四种碱基G、C、A、T的排列和比例是DNA特性的决定因素。
染色体DNA G+C mol%含量即DNA的碱基组成具有种特异性且不受菌龄和外界因素的影响,成为细菌分类和菌种鉴定的重要指标,其测定方法不断被改进和创新,主要包括纸层析法、浮力密度法、高效液相色谱法、热变性温度测定法(Tm法)和荧光法等,其中T m法操作简便、精确度高、重复性好,最为常用,此法在国外早已发展,在国内也引起越来越多的重视,此法利用DNA的增色效应求T m值(热变性温度), G+C mol%含量与Tm值呈正比例关系。
简略比较了测定细菌染色体DN A G+C mol%含量的五种主要方法,具体介绍了Tm法测定细菌染色体DNA G+C mol%含量的原理、测定程序、操作注意事项、G+C mol%含量测定的意义和应用局限性及G+C mol%含量测定方法的前景展望。
关键词:细菌;G+C mol%;测定方法;T m法细菌分类是对细菌进行鉴定、分群、归类、命名。
传统的细菌系统分类法主要依据其形态、生理生化特性、抗原性、生态特性等进行表型分类,它存在表达不稳定、敏感性不高等问题。
从60年代至今分子遗传学分类法日趋成熟和完善,主要包括DNA碱基组成测定(即G +C%含量测定)、核酸杂交、16Sr RNA测序、PCR指纹图分析、质粒图谱分析和脉冲场凝胶电泳分析等[1-3],此类分类方法直接对细菌染色体DNA或质粒DNA进行分析,使未知细菌属种定位和细菌间种属亲源关系判别由表型指征深化为基因型特征鉴定。
Charg aff等人在50年代发现DNA碱基组成具有种特异性且不受菌龄和外界环境因素影响。
据此,Lee 和Belozersky等首先把G+C m ol%作为细菌鉴定的一个重要遗传指标。
60～70年代初,国外对细菌的G+C mol%进行了大量研究和报道[4-6],Sto rck系统测定了真菌DNA G+C m ol%,确定G+C mo l%作为真菌分类鉴定的遗传学参考标准之一[7]。
国内主要从70年代开始对细菌[8-10]、真菌等微生物的DNA G+C mol%进行了测定,80年代中期至90年代初人们又分别对衣原收稿日期:2002-07-15作者简介:李 琳(1978-),女,安徽省合肥市人,安徽农业大学畜牧水产学院预防兽医学研究生,主要从事微生物与免疫学研究工作。
体、立克次氏体和蚤类等的DNA G+C mol%进行了研究。
目前DNA G+C mo l%含量测定已广泛用于微生物鉴定中,测定方法也不断加以改进,现将其研究进展综述如下。
1 G+C mol%含量测定方法1.1 纸层析法纸层析法是最早测定DNA G+C mol%的方法,它是利用层析滤纸上吸附的水作固定相,有机溶剂作流动相,不同碱基在两相间分配系数不同,因此在滤纸上移动距离不同而得以分离,但该法准确度低。
1.2 浮力密度法60年代初人们开始使用浮力密度法测定G+C mol%含量,其原理是:CsCl超速离心时形成密度梯度区带,DNA在其中的浮力密度与其G+C mol%含量呈正比[11],利用公式 =1.66+0.098%(G+C)即可求DNA G+C mo l%含量,但此法需使用超速冷冻离心机作长达44h的离心且CsCl试剂昂贵。
1.3 高效液相色谱法高效液相色谱[12-14]是溶质在固定相和流动相之间进行的一种连续多次的交换过程,它借溶质在两相间分配系数、亲和力、离子交换或分子大小不同使不同溶质分离。
高效液相色谱的流动相叫冲洗剂、洗脱剂或载液,样品随流动相进入色谱柱,分配系数小的不易被流动相滞留,流出色谱柱较早,分配系数大的在固定相上滞留时间长,较晚流出色谱柱,因此一个多组分混合物按其在两相间分配系数的不同先后流出色谱柱得以分离。
高效液相色谱按固定相性质的不同分为六类:体积排阻色谱(又称凝胶过滤色谱)、离子交换色谱、亲合色谱、高效聚焦液相色谱和化学键合相色谱,化学键合相色谱又分两类:正相液相色谱和反相液相色谱,前者固定相为极性基团(氰基、氨基、双羟基等),流动相为非极性或极性较小的溶剂,极性小的组分先出峰,极性大的后出峰;后者固定相为非极性基团,如十八烷基(C18)、辛烷基(C8)、甲基、苯基等,流动相为强极性溶剂,如水、醇、乙腈或无机盐缓冲液,极性大的组分先出峰,极性小的后出峰,DNA、RNA、蛋白质、多肽等的分离和制备多采用反相液相色谱,它是高效液相色谱中应用最广的一种分离模式。
高效液相色谱从70年代开始用于DNA 碱基的分离,DNA样品随流动相进入色谱柱后,四种碱基A、T、C、G依次分离形成四个峰,每种标准碱基的保留时间作为谱峰自动识别的依据,根据每种待测碱基的光吸收强度和谱峰面积分析结果。
高效液相色谱法快速、灵敏、准确、所需样品少,但仪器精密、昂贵且所提细菌DNA必须高度纯化,限制了普通实验室应用。
高效液相色谱法是根据多组分混合物在固定相和流动相分配系数不同先后流出色谱柱而得以分离,此法在DNA 高度纯化的基础上测定的G+C m ol%准确可靠,结果稳定,适于细菌分类研究。
1.4 热变性温度(T m)测定法1961年国外学者M armur J最先使用T m法进行G+C mo l%含量的测定,该法是最普遍使用的G+C mol%含量测定方法,具有稳定、重复性好、准确度高、仪器较易解决(只需带加热装置的紫外分光光度计即可)等优点。
1.4.1 T m法测定G+C mol%的原理 DNA双螺旋在一定离子强度和pH缓冲液中不断加热时,碱基对间的氢键断裂使DNA双链(天然构型)打开逐渐变成单链(变性构型),导致核苷酸在260nm处的紫外光吸收值明显增加(增色效应),当双链完全变成单链后,紫外光吸收值停止增加,紫外光吸收值增加的中点所对应的温度即为热变性温度(m elting temperature,Tm)。
DNA由A-T和G-C两碱基对组成,具有三个氢键的G-C比具有两个氢键的A-T碱基对结合更牢,热变性过程中打开氢键所需的温度更高,因此DNA样品的Tm值直接取决于样品中G-C碱基对的绝对含量。
利用增色效应测定T m值,带入特定公式可求出不同细菌DNA的G+C mol%含量。
1.4.2 Tm法测定细菌DNA G+C m ol%的基本程序和注意事项 细菌扩大培养、细菌破壁、细菌染色体DNA提取、DNA纯度和含量检测、测定T m值、计算G +C mol%。
1.4.2.1 细菌的扩大培养 主要采用LB培养液振荡培养(200r/min)24h扩大培养细菌。
1.4.2.2 细菌破壁方法 细菌破壁是成功提取DNA 的关键步骤之一。
革兰氏阳性菌的肽聚糖层构成坚韧的三维立体结构,而阴性菌肽聚糖层构成疏松的二维结构,因此不同种类细菌的破壁方法不同。
目前破壁方法有十二烷基磺酸钠(SDS)裂解法、溶菌酶法、反复冻融法、研磨法、超声波法等。
不同细菌对溶解剂有不同的抗性,溶解细菌前需先取少量菌悬液,加一定浓度的溶解剂,看是否能溶解菌体。
若SDS和溶菌酶均能溶解菌体,最好使用既廉价又能抑制DNase的SDS;若需用溶菌酶应加入SDS促进溶菌;如果60℃溶菌过程缓慢,可将温度提高到70～75℃;有些菌也可用脱氧胆酸盐破裂细胞膜溶解菌体。
对溶解剂有抗性的菌类,可在含青霉素或甘氨酸的培养基中培养,使其不形成细胞壁。
如SDS和酶破壁效果不理想,可同时用反复冻融、超声波或氧化铝和玻璃粉研磨辅助破壁。
1.4.2.3 细菌染色体DNA提取和纯化 提取细菌染色体DNA常采用苯酚氯仿混合提取法。
纯化DNA有密度梯度离心、羟基磷灰石柱层析、凝胶电泳及分子杂交等方法。
提取DNA过程中应注意: 提取DN A时溶菌液浓度要合适。
如浓度太低,提取过程中DNA损失较大;浓度太高,第一次脱蛋白的混悬液中出现凝块,离心时进入中间层而丢失。
乙醇沉淀出的DNA再溶解时,缓冲液浓度要合适。
浓度过低,引起DNA降解,浓度过高,处理和分散均有困难。
有些菌含大量多糖,溶菌液粘度特别高,则需在脱蛋白前或在DNA提取的最后步骤用异丙醇(选择性沉淀DNA)将多糖除去。
如提取过程必须暂时中断,最好在脱蛋白时将未离心的混悬液放入冰箱中; 如使用溶菌酶破壁,可用玻棒搅出DNA丝状沉淀,如使用超声波破壁,须离心收集DNA 沉淀; 提取DNA最少用菌量为2g湿菌体,菌体量增多时,所用试剂应相应增加。
1.4.2.4 DNA纯度和含量检测 提取的DNA采用紫外分光光度法测定其OD260、OD230、OD280比值,结合琼脂糖凝胶电泳检测其纯度;DNA含量测定使用紫外分光光度法。
1.4.2.5 测定T m值和计算G+C mol%[15-16] DNA 适当稀释后置带加热装置的紫外分光光度计中完成热变性,根据变性过程中各温度和对应的相对吸光度绘制成DNA热变性曲线,热变性曲线中点的温度即为T m 值;所测T m值带入特定公式即可计算出细菌染色体DNA G+Cmol%含量。
实验室常使用的参比菌株是大肠杆菌K12[17](51.2%G+C),若测定的大肠杆菌K12 Tm值为90.5℃,使用公式:1SSC%G+C=(Tm-69.3)×2.440.1SSC%G+C=(T m-53.9)×2.44若Tm值为其它时,使用公式:1SSC%G+C=51.2+2.44(T m未知菌-T m大肠杆菌K12)0.1SSC%G+C=51.2+2.08(T m未知菌-T m大肠杆菌K12)对T m值的主要影响因素是溶液中的离子强度。
测定T m值必须精确配制缓冲液的浓度,测定高T m值(92℃以上)时,可通过改变缓冲液浓度,如由1SSC改用0.1SSC(T m约降低16℃),或使用不同的缓冲液,如磷酸盐缓冲液(约降低20℃)来克服测定的困难。
1.5 连续荧光检测法(荧光法)90年代发展起来的连续荧光检测法(荧光法)[18-19]也是T m测定法的一种,它是应用双股DNA结合染料(SYBR Green1)和能够快速升降温度的连续荧光检测仪测定细菌染色体的T m值,根据相应公式算出G+C mol%,此法简便快速且不受DNA纯度影响,适用于临床微生物的快速诊断。
2 DNA G+C mol%含量测定法在细菌分类鉴定中的意义生物体的遗传物质DNA中四种碱基G、C、A、T的比例和排列顺序是决定DNA特性的关键因素,它代表着生物的遗传信息,决定生物的种类,每种生物都有其特定的G+C mol%含量,动植物的G+C m ol%集中在35%～40%,细菌的G+C m ol%变动幅度达25%～75%,因此G+C mo l%含量测定更适合于细菌的分类51李 琳等:细菌染色体DN A G+C mol%含量测定方法研究进展鉴定。