核酸的理化性质
核酸的理化性质
第三节核酸的理化性质1一、核酸的分子大小一核酸的分子大小二、核酸的溶解度与粘度微溶于水，不溶于有机溶剂，常用乙醇来沉淀DNA ；DNA难溶于0.14mol/L的NaCl溶液，可溶于1-2 mol/L的NaCl溶液，RNA则相反，可据此分离二者。
2三、核酸的酸碱性质核酸的碱基、核苷、核苷酸均能发生解离，因此核酸是两性电解质。
p对DNA来说，碱基对在pH4.0～11.0最稳定。
3四、核酸的紫外吸收4OD260的应用1.判断核酸样品的纯度–DNA纯品: OD 260/OD 280= 1.8纯–RNA纯品: OD260/OD 280= 2.0–含杂蛋白及苯酚，降低 2. DNA或RNA的定量对于纯样相当于对于纯样品，OD 260=1.0相当于•50μg/ml双链DNA•40μg/ml单链DNA（或RNA）•20μg/ml寡核苷酸5核酸溶液紫外吸收以摩尔磷的吸光度表示，摩尔磷即相当于摩尔核苷酸。
摩尔吸光系数30.98Aε）＝ε：摩尔吸光系数A：吸收值P WL（）W：每升溶液磷重量L：比色杯内径63.判断DNA是否变性核酸在变性时，紫外吸收增加的现象称为增色效应；在一定条件下，变性核酸可以复性，紫外吸收又恢复到原来水平，这一现象称为减原来水平这现象称为减色效应。
7五、核酸的变性、复性和杂交五核酸的变性复性和杂交（一）变性P260定义：核酸受到加热、极端的pH或离子强度的定义核酸受到加热极端的H降低等因素或特殊的化学试剂作用，其双螺旋区的氢键断裂变成单链的过程。
8变性后其它理化性质变化：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9DNA的紫外吸收光谱¾增色效应：当核酸变性时260nm处光吸收值显著增加的现象。
10¾热变性：DNA的稀盐溶液加热到80~100℃，热变性的稀盐溶液热℃几分钟后双螺旋结构被破坏，氢键断裂，两条链彼此分开形成无规则线团的现象。
11¾解链曲线：如果在连续加热DNA的过程中以温度对A260（absorbance，A，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。
核酸的组成与理化性质
3．脱氧核糖核酸酶类
OH OH
+
CMP
NH 2
±
CMP
N
pICMP =
pKa1+pKa2 2
=
0.8+4.5 2
= 2.65
NH 2 N
pKa2=4.5
O
ON
HO P O CH2 O
O-
HH
H
H
OH OH
CMP-
pKa3=6.4
O -
ON
O P O CH2 O
O-
HH
H
H
OH OH
CMP--
多核苷酸中磷酸二酯键中的磷酸基团只 有一个解离常数
主要内容
一、一般理化性质 二、核酸的酸碱性质（磷酸基，碱基） 三、核酸的水解（糖苷键，磷酸二酯键） 四、核酸的紫外吸收（碱基） 五、核酸的变性、复性与分子杂交 六、DNA纳米技术
一、一般物理性质
DNA为白色纤维状固体，RNA为白色粉末状固 体。均微溶于水，其钠盐易溶于水。不溶于 一般有机溶剂。
I从pH6.9用 酸或碱正向 滴定
II从pH12或 pH2.5分别反向 滴定
DNA分子内部的氢键的 变化，碱基的暴露
核酸的凝胶电泳
在中性或偏碱缓冲液中，核酸解离成阴离子，在电场 中向阳极移动。 迁移率与核酸的大小和构象有关，可用于核酸的分离、 鉴定
溴化乙啶染色
简单介绍 琼脂糖凝胶电泳技术
提取出来的质粒跑电泳胶 经常有1-3条带 单酶切
（三）酶水解
水解核酸的磷酸二酯酶称为核酸酶； 核酸酶的分类
(1)按底物专一性分 非特异性核酸酶:作用于DNA和RNA 核糖核酸酶(RNase)：作用于RNA 脱氧核糖核酸酶(DNase)：作用于DNA
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
减色效应常可用来衡量DNA复性的程度。
（二） 复性
四.变性与复性
3. 分子杂交
不同来源的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”。
核酸的杂交广泛应用于分子遗传学中。
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。
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、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。
(一) 变 性
使氢键断裂，破 坏碱基堆集力，从 而引起核酸二级结 构的破坏。
3. 增色效应
(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。
4. 热变性曲线(熔解曲线)
3. 粘 度
一.一般的物理性质
➢ DNA溶液粘度极高 (因其分子直径小而长度大)
➢ RNA溶液粘度要小得多
核酸变性或降解后，粘度降低
二. 两性解离
核酸既含有酸性的磷酸基团，又含有弱碱性 的碱基，故可发生两性解离。其解离状态随溶液 的pH值而改变。
由于磷酸基团的酸性很强，所以pI较低，整 个分子相当于多元酸。
(一) 变 性
1. 变性的概念
四.变性与复性
核酸在某些物理或化学因素的作用下，其空 间结构发生改变，从而引起理化性质的改变及生 物活性的降低或丧失。
A260值升高 粘度下降 沉降系数加快
3-3核酸的理化性质和应用
医学生物化学国家开放大学
3-3核酸的理化性质和应用
一、核酸的酸碱性质
由于DNA和RNA的多核苷酸链上既有酸性的磷酸基团，又有碱基上的碱性基团，因此它也是两性电解质。
在一定pH溶液中可带某种电荷，故可用电泳方法将其分离。
核酸通常显酸性，易与金属离子生成盐，此时可加入乙醇或异丙醇使其沉淀析出。
二、核酸的高分子性质
核酸还具有高分子化合物的某些性质，如粘度大，沉降速度快。
三、核酸的紫外吸收
核酸分子所含的碱基都有共轭双键，具有吸收紫外线的性质。
在260nm处有最大吸收峰，利用核酸的紫外吸收特性，可以对核酸进行定量测定。
四、核酸的变性、复性与杂交
DNA变性是核酸在某些条件下会发生氢键断裂，双螺旋结构松散分开，即为核酸的变性，但无共价键的断裂。
核酸热变性时，其紫外光吸收峰值达到最大值一半时的温度称解链温度(Tm)。
Tm值大小与核酸分子中的G-C对含量多少及核酸分子的长度有关。
核酸热变性后，在适当条件下，温度再缓慢下降，变性分开的两条单链分子按照碱基互补原则重新恢复天然的双螺旋构象。
解开的两条链又可重新缔合而形成双螺旋，此即为核酸的复性。
不同来源的变性核酸一起复性，有可能发生杂交，核酸分子杂交在分子生物学研究中是一项应用较多的重要实验技术。
核酸分子杂交在DNA复性过程中，如果将不同来源的DNA单链分子放在同一溶液中，或者将DNA和RNA分子放在一起，双链分子的再形成既可以发生在序列完全互补的核酸分子间，也可以发生在那些碱基序列部分互补的不同的DNA之间或DNA与RNA之间。
-1-。
第三节 核酸的理化性质和研究方法
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变性后，紫外吸收值增加，粘度、比旋下降，生物 活性部分或全部丧失。
核酸的吸收光谱
增色效应：核酸变性后 紫外吸收值增加。
减色效应：核酸复性后 紫外吸收值降低。
1. 天然 DNA； 2. 变性 DNA 3. 游离核苷酸
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2, 3-环式核苷酸
3. 酶水解
核酸酶（nuclease）
根据作 核酸内切酶 用方式 根据 底物
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核酸外切酶
核糖核酸酶 脱氧核糖核酸酶
例如：
蛇毒磷酸二酯酶/牛脾磷酸二酯酶
外切酶
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粘末端
平末端
限制性内切酶 对外源DNA片 段进行切割
DNA片段 定向插入 质粒载体中
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三、核酸的酸碱性质
核苷酸、DNA和RNA含有磷酸基
和碱基，是两性电解质。
多核苷酸中，磷酸基pK1´=1.5， 因其酸性较强，所以核酸表现为 酸性。
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（2）聚丙烯酰胺凝胶电泳（PAGE）
• 以聚丙烯酰胺为 支持物。常用垂直板电泳。
• 适于分离10 ~ 1000bp 的DNA片段和RNA。
• 凝胶浓度3~ 20%。
例 : ﹤50bp 用12-20%凝胶
DNA测序用电泳槽
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核酸的理化性质
DNA变性的特点－爆发式
变性作用发生于一个很窄温度范围内。
34
Tm值
DNA 的 双 螺 旋 结 构 失 去 一 半 时 对 应 的 温 度 称 为 DNA的解链温度（Tm）。
浓 度 50ug/mL 时 ， 双 链 DNA A260=1.00; 完全变性（单链）时， A260= 1.37 。当 A260 增加到最大 增大值一半时，即 1.185 时，对 应的温度即为Tm 。
8
P503
③按磷酸二酯键断裂方式分类： 3′-OH与磷酸基之间断裂 如 蛇毒磷酸二酯酶 5′-OH与磷酸基之间断裂 如 牛脾磷酸二酯酶
P482
蛇毒磷酸二酯酶从核酸的5’端逐个水解下5’核苷酸 牛脾磷酸二酯酶从核酸的3’端逐个水解下3’核苷酸
9
蛇毒磷酸二酯酶从核酸的5’端逐个水解下5’核苷酸,称为核酸5’ 外切酶，水解3’-OH形成的酯键。 牛脾磷酸二酯酶从核酸的3’端逐个水解下3’核苷酸，称为核酸3’ 外切酶，水解5’-OH形成的酯键。 10
13
14
四、N-糖苷酶类：各种非特异的糖苷酶或对碱基特异
的N-糖苷酶，可水解糖苷键。
15
第二节 核酸的酸碱性质
核酸的碱基、核苷、核苷酸均能发生解离，因此核酸
也就具备了可解离的酸碱性质。
16
1.碱基的解离
由于嘧啶和嘌呤化合物杂环中N以及各取代基（-OH） 具结合和释放质子的能力，所以这些物质既有碱性解离又 有酸性解离。 各种碱基的解离特点及其常数见课本P505
1、Southern Blotting (DNA-blotting) 2、Northern Blotting (RNA-blotting) 3、Western Blotting (protein-blotting)
核酸的理化性质
限制性内切酶
原核生物(及病毒)中存在着一类能识别外源DNA双螺旋中 4-8个碱基对所组成的特异的具有二重旋转对称性的回文序列， 并在此序列的某位点水解DNA双螺旋链，产生粘性末端或平末 端，这类酶称为限制性内切酶（ristriction endonuclease）。 山东落花生花落东山 帘卷晚晴天，天晴晚卷帘 Was it a cat I saw?
二、核酸的酸碱性质
1、碱基的解离
2、核苷的解离
3、核苷酸的解离
结合及释放 质子的能力
第 1、碱基的解离 14 章 碱基：含氮碱基，杂环化合物（很多生物碱的结构） 核 1）、具有芳香环的结构特征，呈平面或近乎平面 酸 含有共轭双键体系，紫外区有吸收（260nm）。 的 物 2）、氮原子位于环上或取代氨基上 弱碱性来自于环上氮原子，pKa约9.5，倾向于接受H 理 取代氨基（或曰碱基环外的氨基）碱性很弱，生理 化 条件下不能被质子化。 学 性 质
核酸的物理化学性质
一、核酸的水解 二、核酸的酸碱性质 三、核酸的紫外吸收性质 四、核酸的变性、复性及杂交
一、核酸的水解
（一）酸水解 糖苷键比磷酸二酯键 更易被酸水解 嘌呤碱基的糖苷键比 嘧啶碱基的糖苷键对 酸更不稳定
NH 2
酯键
O
N N O
N 9 N
5' HO P O CH2 O
-
糖苷
1' H H 2' OH
H
H OH
腺苷酸
（二）碱水解 RNA的磷酸酯键易被碱 水解，产生核苷酸。 由于RNA的核糖上有2’OH基，在碱作用下形成 磷酸三酯。 磷酸三酯极不稳定，随 即水解产生，产生 2’,3’-环磷酸酯，再水 解成2’-核苷酸及3’-核 苷酸
核酸的理化性质
生物学功能：携带遗传信息
编码RNA
非编码RNA
组成性表达：tRNA、rRNA
调控性表达：短链非编码RNA、长链 非编码RNA、环状RNA
调控性非编码RNA有短链非编码RNA、长链非编码RNA、环状RNA等，它 们在基因表达过程中发挥着调控的作用。
碱基、核苷酸和核酸具有强烈的紫外吸收（@260nm），可用来鉴定和量化 DNA或RNA。
一条双链DNA可以解离成为两条互补的单链DNA，即变性。衡量双链DNA 稳定性可以用解链温度。
第四节
核酸的理化性质
一、核酸具有强烈的紫外吸收
碱基是含有杂环的分子。 共轭双键具有强烈的紫外
吸收。
核苷酸紫外吸收的应用
确定样品中DNA 或 RNA的含量
OD260 = 1.0 等同于 50μg/ml 双链DNA (dsDNA) 40μg/ml 单链DNA (ssDNA or RNA) 20μg/ml 寡核苷酸
核酸分子杂交
核酸分子杂交 (hybridization)：具有碱基序列互补的两条不 同ssDNA、或一条ssDNA与另一条ssRNA、或两条不同 ssRNA之间都可以形成双链现象。
ssDNA 和 ssRNA 满足碱基互补配对
核酸分子杂交
核酸分子杂交的应用
基因结构分析 PCR扩增技术 基因诊断 基因治疗 mRNA分离
确定样品中DNA 或 RNA的纯度
纯 DNA: OD260/OD280 = 1.8 纯 RNA: OD260/OD280 = 2.0
二、DNA变性是一条双链解离为两条单链的过程
变性过程 (denaturation)：在某些理化因素作用下, 一条双 链DNA (double strand DNA, 简称dsDNA) 中碱基对之间的 氢键会断裂, 解离成为两条单链DNA (single strand DNA, 简 称ssDNA)。
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。
核酸的理化性质
限制性内切酶是一类重要的作用于DNA的内切酶
限制性内切酶识别部位一般都是由4-8个碱基对组成的一段 序列，而且有一个二重对称轴，即5`-3`方向残基序列在DNA 的两条链上是一样的，这样的序列称为回文结构。
E. CoR I是一个重要的限制性内切酶，它识别由6个碱基对 组成的特殊序列（每条链上是GAATTC）。
RNA的等电点比较低的原因，是RNA分子中核糖 基2′-OH通过氢键促进了磷酸基上质子的解离。
三、核酸的理化性质——核酸的紫外吸收
1、紫外吸收
DNA和RNA的碱基有共轭双键，而使核酸在240~290nm有光
吸收，最大吸收在260nm附近。 可用紫外分光光度法进行核酸纯度鉴定。
纯DNA样品：A260/A280>1.8 纯RNA样品：A260/A280>2.0
变性因素：酸碱、热、尿素等； பைடு நூலகம்NA热变性后一些理化性质改变：
260nm紫外区吸收值升高； 粘度降低； 浮力密度升高；
核酸的理化性质——核酸的变性、复性
1、核酸的变性（denaturation）
核酸的理化性质——核酸的变性、复性
1、核酸的热变性（denaturation）
用加热的方法使DNA变性叫 做热变性
核酸的理化性质——核酸的水解
3、酶水解
二、 核酸的理化性质——核酸的两性性质
与蛋白质相似，RNA分子中既含有酸性基团 （磷酸基）也含有弱碱性碱基基团，因而RNA 也具有两性性质。
由于RNA分子中的磷酸是一个中等强度的酸， 而碱基呈现弱碱性，所以RNA的等电点比较低。 （当核酸分子内的酸性解离和碱性解离相等， 本身所带的正电荷与负电荷相等时，此时核酸 溶液的pH值即为核酸的等电点pI）RNA在其等 电点时溶解度最小。
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。
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增色效应常可用来衡量 DNA变性的程度。 DNA变性的程度 变性的程度。
(一 ) 变 性
4. 热变性曲线(熔解曲线)
发生热变性的过程中， 随温度的变化曲线。 在DNA发生热变性的过程中，A260随温度的变化曲线。 发生热变性的过程中
变性百分率 A260
不 同 DNA 的 熔 解 曲线不同， 曲线不同 ， 但很 类似。 类似。都是 —— S 形曲线
100
50
0 Tm 温度
(一 ) 变 性
5. 解链温度(Tm值)
影响Tm值的因素： 影响Tm值的因素： 值的因素 DNA分子中 碱基对的含量 DNA分子中GC碱基对的含量 分子中GC DNA分子中 含量高 DNA分子中GC含量高，则Tm值大 分子中GC含量高， Tm值大
DNA的溶液环境 DNA的溶液环境 如离子强度、 如离子强度、pH
四.变性与复性 (一) 变 性 一
1. 变性的概念 核酸在某些物理或化学因素 的作用下 ， 其 空 核酸在某些 物理或化学因素的作用下 物理或化学因素 的作用下， 间结构发生改变 ， 从而引起理化性质的改变及生 间结构 发生改变， 发生改变 物活性的降低或丧失。 物活性的降低或丧失。 A260值升高 粘度下降 沉降系数加快 ……
四.变性与复性
（二） 复性
2. 减色效应
当变性的DNA经复性以重新形成双螺旋结构时， 当变性的DNA经复性以重新形成双螺旋结构时， DNA经复性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。 其溶液的A 值则减小，这种现象称为减色效应 减色效应常可用来衡量DNA复性的程度。 减色效应常可用来衡量DNA复性的程度。 DNA复性的程度
100
50
0 温度
(一 ) 变 性
5. 解链温度(Tm值) ( melting temperature) 又称 熔解温度、熔点 熔解温度、
变性百分率 A260
指DNA的变性达 DNA的 到50%，即增色效 50% 应达到一半时的 温度 DNA的Tm值一 DNA的Tm值一 般在70~85℃ 般在70~85℃之间
3. 增色效应
变性后的DNA对260nm的紫外光吸收值比变性 对 变性后的 的紫外光吸收值比变性 前明显升高，这种现象称为增色效应 增色效应。 前明显升高，这种现象称为增色效应。 这是由于变性的DNA双螺旋解体，藏于螺旋内 双螺旋解体， 这是由于变性的 双螺旋解体 部的碱基暴露出来。 部的碱基暴露出来。
三. 紫外吸收性质 嘌呤和嘧啶具有共轭双键， 嘌呤和嘧啶具有共轭双键 ， 能强烈吸收紫 外光 。 在 260nm处有最大吸收峰 。 对于纯的 处有最大吸收峰 DNA或RNA，可以通过测得 或 ，可以通过测得A260来推测其核酸 来推测其核酸 含量。 含量。 A260/ A280值可以反映核酸的纯度。 值可以反映核酸的纯度。 纯的DNA：A260/ A280 =1.8 ： 纯的 纯的RNA：A260/ A280 =2.0 ： 纯的
第四节
核酸的理化性质
一.一般的物理性质 1. 形 态
DNA —— 白色纤维状固体 白色纤维状 纤维状固体 RNA —— 白色粉末状固体 白色粉末状 粉末状固体
一.一般的物理性质 2. 溶解性
微溶于水 微溶于水 不溶于乙醇、乙醚和氯仿等一般的有机溶剂 不溶于乙醇、乙醚和氯仿等一般的有机溶剂 乙醇 RNA核蛋白体 RNP)易溶于 RNA核蛋白体(RNP)易溶于0.14mol/L的NaCl溶液 核蛋白体( 易溶于0.14mol/L的NaCl溶液 DNP可溶于高浓度 DNP可溶于高浓度(1~2mol/L)的NaCl溶液 可溶于高浓度(1~2mol/L)的NaCl溶液
四.变性与复性
（二） 复性 3. 分子杂交 不同来源的DNA分子放在一起热变性 然后慢慢冷却， 不同来源的 DNA分子放在一起热变性， 然后慢慢冷却 ， DNA 分子放在一起热变性， 让其复性。这些异源DNA RNA)之间有互补的序列或部分 DNA（ 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” 互补的序列，则复性时会形成“杂交分子”。
一.一般的物理性质 3. 粘 度
DNA溶液粘度极高 DNA溶液粘度极高 (因其分子直径小而长度大) 因其分子直径小而长度大) RNA溶液粘度要小得多 RNA溶液粘度要小得多
核酸变性或降解后，粘度降低 核酸变性或降解后，
二. 两性解离
核酸既含有酸性的磷酸基团 ， 又含有弱碱性 核酸既含有 酸性的磷酸基团， 酸性的磷酸基团 的碱基， 故可发生两性解离。 的碱基 ， 故可发生两性解离 。 其解离状态随溶液 值而改变。 的pH值而改变。 值而改变 由于磷酸基团的酸性很强，所以pI（等电点） 由于磷酸基团的酸性很强， 所以 （ 等电点） 较低，整个分子相当于多元酸。 较低，整个分子相当于多元酸。 利用核酸的两性解离可以通过调节核酸溶液 来沉淀核酸， 的pH来沉淀核酸，也可通过电泳分离纯化核酸。 来沉淀核酸 也可通过电泳分离纯化核酸。
(一 ) 变 性
RNA的变性 RNA的变性 RNA含局部双螺旋，也可发生变性。 RNA含局部双螺旋，也可发生变性。 含局部双螺旋
特点： 特点： 变性效应不如DNA明显 变性效应不如DNA明显 增色效应的跳跃较平缓 Tm值较低 Tm值较低
四.变性与复性
（二） 复性
1. 复性的概念
变性DNA在适当条件下， 变性DNA在适当条件下，又可使两条彼此分开的 DNA在适当条件下 链重新缔合成为双螺旋结构，此过程成为复性。 链重新缔合成为双螺旋结构，此过程成为复性。 复性 退火：热变性的DNA在缓慢冷却的条件下的复性过程。 退火：热变性的DNA在缓慢冷却的条件下的复性过程。 DNA在缓慢冷却的条件下的复性过程
核酸的杂交广泛应用于分子遗传学中。 核酸的杂交广泛应用于分子遗传学中。
(一 ) 变 性
2. 引起变性的因素
物理因素： 热变性） 热（热变性） 紫外、辐射等 因素： 过酸（酸变性） 过酸（酸变性） 过碱（碱变性） 过碱（碱变性） 有机溶剂 尿素…… 尿素……
坏碱基堆集力，从 而引起核酸二级结 构的破坏。 构的破坏。
(一 ) 变 性