DNA的变性和复性
第六节-DNA的变性、复性.
图2- 18DNA变性过程和变性曲线图2- 19G+C含量对变性的影响
DNA在变性过程中，其分子量不变，但二级结构中的氢键破坏，在双螺旋解旋分离为两条链的过程中，一级结构中的共价键都不破坏。
DNA变性有两个阶段，第一阶段部分解链，已解开部分不规则卷曲；第二阶段为完全解开，形成两条单链，此时若迅速泠却，每条链自身卷曲，部分区域形成链内双螺旋（见图2-20）。第一阶段变形可以逆转，即当温度降低时，已解开的链又会重新盘绕，形成完整的天然双螺旋。第二阶段DNA双链完全分开，很难恢复到天然构型。
图2-22 DNA复性速率与其长度成正比
C0t1/2值同基因组中DNA量直接有关。随着基因组变得更复杂，一定质量中个别DNA顺序的拷贝数会愈少。例如DNA的C0.为12pg（1pg约1X109bp），若细菌基因组的大小为0.004pg(约4X106bp)，那么12pg的DNA中细菌基因组每一种顺序有3000拷贝（12pg/0.004pg=3000）,若大小为3pg（约3X109bp）真核基因组，那么12pg的DNA中，真核基因组的每一种顺序仅有4个拷贝。因此同样浓度的DNA，在真核基因组中每一种顺序的频率比细菌要低5楷。因为复性反应的速率取决于互补顺序的频率，如果真核基因组中的一种顺序频率要达到同细菌基因组的一种顺序相同，那麽真核基因的DNA浓度就要比细菌大750倍，或者，相同量的DNA耍达到相同的复性程度，反应时间就要延长750倍。因此，真核细胞DNA复性反应的C0t1/2是细菌的750倍。
《基础分子生物学》复习题及参考答案要点
《基础分子生物学》复习题及参考答案要点《基础分子生物学》复习题及参考答案一、填空题1.核酸分子中糖环与碱基之间为β型的糖苷键，核苷与核苷之间通过磷酸二酯键连接成多聚体。
2.DNA变性后，紫外吸收增加，粘度下降，浮力密度升高，生物活性丧失。
3.DNA双螺旋直径为 2 nm，每隔 3.4nm上升一圈，相当于10个碱基对。
4.Z-DNA为左手螺旋。
5.hn-RNA是真核生物mRNA的前体。
6.用Sanger的链末端终止法测定DNA一级结构时，链终止剂是双脱氧核苷三磷酸。
7.维系DNA双螺旋结构稳定的力主要有氢键和碱基堆积力。
8.在碱性条件下，核糖核酸比脱氧核糖核酸更容易降解，其原因是因为核糖核酸的每个核苷酸上-OH 的缘故。
9.DNA复制时，连续合成的链称为前导链；不连续合成的链称为随从链。
10.DNA合成的原料是四种脱氧核糖核苷三磷酸；复制中所需要的引物是RNA 。
11.DNA合成时，先由引物酶合成RNA引物，再由DNA聚合酶Ⅲ在其3′端合成DNA链，然后由 DNA聚合酶Ⅰ切除引物并填补空隙，最后由 DNA连接酶连接成完整的链。
12.细菌的DNA连接酶以NAD为能量来源，动物细胞和T4噬菌体的DNA连接酶以A TP为能源。
13.大肠杆菌RNA聚合酶的全酶由α2ββ′σ组成，其核心酶的组成为α2ββ′。
14.RNA转录过程中识别转录启动子的是σ因子，协助识别转录终止部位的是ρ因子。
15.真核细胞mRNA合成后的成熟过程包括戴帽、加尾、剪接、甲基化修饰。
16.遗传信息由RNA传递到 DNA 的过程称为逆转录，由逆转录酶催化。
17.反密码子第 1 位碱基和密码子第 3 碱基的配对允许有一定的摆动，称为变偶性。
18.在原核细胞翻译起始时，小亚基16SrRNA的3′端与mRNA5′端的 SD序列之间互补配对，确定读码框架，fMet-tRNA f占据核糖体的 P 位点位置。
19.细胞内多肽链合成的方向是从 N 端到 C 端，而阅读mRNA的方向是从5′端到3′端。
生化名词解释
DNA的变性和复性：（1）变性：DNA双链之间以氢键连接，氢键是一种次级键，能量较低，易受破坏，在某些理化因素作用下，DNA分子互补碱基对之间的氢键断裂，使DNA双螺旋结构松散，变成单链，即为DNA变性。
（2）复性：变性DNA在适当条件下，两条互补链可重新恢复天然的双螺旋构象，这种现象称为复性。
热变性的DNA经缓慢冷却后即可复性，这一过程也叫退火，一般认为，比Tm值低25℃的温度是DNA复性的最佳条件。
分子杂交：两条来源不同但有碱基互补关系的DNA单链分子，或DNA单链分子与RNA分子，在去掉变性条件后互补的区段能够退火复性形成双链DNA分子或DNA／RNA异质双链分子，这一过程叫分子杂交。
增色效应和减色效应：（1）增色效应：将DNA的稀盐酸溶液加热到80~100度时，双螺旋结构解体，两条链分开形成单链，由于双螺旋分子内部的碱基暴露，260nm紫外线吸收值升高，这种现象称为增色效应。
（2）减色效应：核酸的光吸收值通常比各个核苷酸成分的光吸收值之和小30%~40%，这是由于在有规律的双螺旋结构中碱基紧密的堆积在一起造成的，这种现象称为减色效应。
回文结构：指DNA序列中，以某一中心区域为对称轴，其两侧的碱基对顺序正读和反读都相同的双螺旋结构，即对称轴一侧的片段旋转180℃后，与另一侧片段对称重复。
Tm值：通常把增色效应达到一半时的温度或DNA双螺旋结构失去一半时的温度叫该DNA 的熔点或熔解温度，用Tm表示。
Chargaff定律：所有DNA中腺嘌呤与胸腺嘧啶的摩尔含量相等（A＝T），鸟嘌呤和胞嘧啶的摩尔含量相等（G＝C），即嘌呤的总含量与嘧啶的总含量相等（A＋G＝T＋C）。
DNA 的碱基组成具有种的特异性，但没有组织和器官的特异性。
另外生长发育阶段、营养状态和环境的改变都不影响DNA的碱基组成。
碱基配对：由于碱基之间的氢键具有固定的数目和DNA两条链之间的距离保持不变，使得碱基配对必须遵循一定的规律，这就是A（腺嘌呤）一定与T（胸腺嘧啶）配对，G（鸟嘌呤）一定与C（胞嘧啶）配对，反之亦然。
dna的变性与复性的名词解释
dna的变性与复性的名词解释DNA（脱氧核糖核酸）是构成细胞遗传信息的基础，其变性与复性是DNA分子中重要的过程。
变性与复性指的是DNA分子在适当的条件下，发生结构性的变化和恢复到原来的结构的过程，这对于生命的传递和稳定起着关键作用。
一、DNA的变性DNA的变性是指DNA分子传统的双链结构发生解开、分离或部分解开的过程。
DNA的变性可以分为三种类型：热变性、脱氧希夫碱变性和机械变性。
1. 热变性热变性是DNA双链分子在高温条件下解开成两条单链的过程。
在高温下，DNA的双链结构会变得不稳定，氢键断裂，使得两条链分离。
这种变性是DNA研究中常用的一种方法，通过高温可以使得DNA分子在实验室中进行扩增和分析。
2. 脱氧希夫碱变性脱氧希夫碱变性是指DNA双链结构中的碱基与希夫碱（Sodium hydroxide）反应，导致DNA分子的碱基与糖的连接断裂，使得DNA分子发生解开的过程。
脱氧希夫碱变性在DNA测序和PCR等技术中被广泛应用。
3. 机械变性机械变性是指通过拉力、剪切力或压力等外力作用使DNA分子解开或变形的过程。
机械变性的研究对于了解DNA分子的结构特性和力学性质有着重要的作用。
二、DNA的复性DNA的复性是指DNA分子在适当条件下，由变性状态复原为原来的双链结构的过程。
DNA的复性可以分为两个阶段：退变性和复性。
1. 退变性退变性是指DNA从变性状态逐渐恢复原来的结构的过程。
在DNA被变性后，通过降低温度、添加离子、调节pH值等条件改变，DNA分子的碱基对会重新配对，使得DNA分子由单链状态逐渐恢复为双链结构。
2. 复性复性是指DNA从退变性状态完全恢复到原来的双链结构的过程。
复性的过程需要在适宜的条件下进行，包括适当的温度、盐浓度和pH值等。
复性过程是一个比退变性更为复杂和缓慢的过程，但是也是生物体能够传递遗传信息的重要保证。
三、DNA的变性与复性的意义DNA的变性与复性是生命体内调控基因表达和存储遗传信息的重要过程。
核酸的结构与功能-3
Tm是指什么情况下的温度？ A 双螺旋DNA达到完全变性时
B 双螺旋DNA开始变性时
C 双螺旋DNA结构失去1/2时
D 双螺旋结构失去1/4时
双链DNA的解链温度的增 加，提示其中含量高的是 A A和G
B C和T C A和T
D C和G
核酸变性后，可发生哪种效应？
A 减色效应
B 增色效应 B 增色效应
＊粘度
DNA粘度大 RNA粘度小
＊旋光性
均很强
＊密度
RNA>双链DNA； 环状DNA >开环、线状DNA 单链DNA >双链DNA
＊沉降速度：
RNA >环状DNA >开环、线状DNA
二、核酸的紫外吸收特性
嘌呤碱和嘧啶碱有共轭双键，都能 强烈吸收紫外光，最大吸收波长为
260nm
蛋白质对紫外光的最大吸收波长 是280nm
∣
真核
28S
5S
小亚基16S
分布 细胞核 细胞质（真核） 细胞质 细胞质
18S
其他小分子RNA及RNA组学
snmRNAs
除了上述三种RNA外，细胞的不同 部位存在的许多其他种类的小分子RNA ，统称为非mRNA小RNA(small nonmessenger RNAs, snmRNAs)。
snmRNAs的种类
核内小RNA 核仁小RNA 胞质小RNA 催参与hnRNA和rRNA的加工和转运。
RNA组学
RNA组学研究细胞中snmRNAs 的种类、结构和功能。同一生 物体内不同种类的细胞、同一 细胞在不同时间、不同状态下 snmRNAs的表达具有时间和空间 特异性。
DNA纯品: OD260/OD280 = 1.8
核酸的变性及复性
变性DNA的性质（之二）
溶液旋光性发生改变
变性后整个DNA分子的对称性及分 子局部的构型发生改变，使DNA溶 液的旋光性发生变化
变性DNA的性质（之三）
增色效应或高色效应
（ hyperchromic effect ） DNA变性后，DNA 溶液的紫外吸收 作用增强的效应
增色效应（一）
DNA分子在250－280nm 波长具有吸收 紫外光的特性，其吸收峰值在260nm 紫外吸收的结构基础是：DNA分子中碱基 间电子的相互作用 双螺旋结构中，有序堆积的碱基“束缚” 了这种作用 DNA变性后，双链解开，碱基间电子的相 互作用更有利于紫外吸收， 故而产生了增 色效应
Cot曲线
Cot l/2：在标准条件下（一般为0.18mol/L 阳离子浓度，400 核苷酸的片段长度）测得 的复性率达 50% 时的 Cot值 Cot l/2与核苷酸对的复杂性成正比 原核生物核酸分子， Cot l/2可代表基因组 的大小及基因组中核苷酸对的复杂程度 真核生物基因组中，因含有许多不同程度的 重复序列（repetitive sequence ），因此 Cot曲线要比S曲线复杂
核酸的变性和复性
• DNA的变性 • DNA的复性 • 核酸分子杂交
核酸的变性和复性
变性（denaturation） 复性（renaturation）
双链核酸分子的二个重要物理特性
双链DNA、RNA双链区、DNA:
RNA杂交双链（hybrid duplex） 以及其它异源双链核酸分子 （heteroduplex）都具有此性质
正比
溶液中DNA分子越多，相互碰撞结
合“成核”的机会越大
DNA顺序的复杂性
河北农业大学分子生物学题库(带答案)
一、名词解释1.中心法则（Central Dogma）：是指遗传信息从DNA传递给RNA，再从RNA传递给蛋白质，即完成遗传信息的转录和翻译的过程。
也可以从DNA传递给DNA，即完成DNA的复制过程。
2.反向重复序列（IR）：存在于双链核酸分子中排列顺序方向相反的一段核苷酸序列。
3.DNA链的呼吸作用：配对碱基之间的氢键不但处于断裂和再生的平衡状态中，氢键上的氢原子还能和水发生交换4.Cot曲线（Cot1/2）：DNA 复性通常符合Cot 曲线(Cotcurve) 。
Cot 曲线标出了DNA复性的部分(1-C/C0)和横轴上的Cot 值。
5.DNA变性，复性：核酸的变性是指核酸双螺旋区的氢键断裂，变成单链结构的过程。
变性DNA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，这一过程称为复性。
6.DNA的熔解温度（TM）：最大吸光值一半时的温度。
7.基因组（Genome）：生物细胞中单套染色体的所含DNA序列的全部组成。
8.C-值矛盾：从总体上说，生物基因组的大小同生物在进化上所处地位的高低无关，这种现象称为C值矛盾9.基因家族（gene family)：一组功能相似且核苷酸序列具有同源性的基因．可能由某一共同祖先基因(ancestral gene)经重复(duplication)和突变产生。
10.基因簇：基因家族中来源相同、结构相似和功能相关的基因在染色体上彼此紧邻所构成的串联重复单位。
11.割裂基因，Intron 内元，Economic外元：真核生物基因的编码序列是不连续的而是被若干个非编码区(内含子)分割。
12.卫星DNA：真核细胞染色体具有的高度重复核苷酸序列的DNA。
总量可占全部DNA的10%以上，主要存在于染色体的着丝粒区域，通常不被转录。
因其碱基组成中GC 含量少，具有不同的浮力密度，在氯化铯密度梯度离心后呈现与大多数DNA有差别的“卫星”带而得名。
13.半保留复制：DNA复制时以双链中的每一条单链作为模板，分别合成一条互补新链，重新形成的双链中各保留一条原有DNA单链。
dna的变性与复性名词解释
dna的变性与复性名词解释DNA的变性与复性：从微观到宏观的生命奇迹人类与生俱来就对生命的奥妙抱有无尽的探索渴望。
一直以来，DNA（脱氧核糖核酸）作为生命的编码器，引发了许多关于它的变性与复性的研究和讨论。
在这篇文章中，我们将深入探讨DNA的变性与复性，并为读者提供一些解释。
DNA是由核苷酸序列组成的分子，它携带着生命的遗传信息。
尽管DNA在所有生物中都起到了相同的作用，但是它们的结构和功能却存在一些微妙的差异。
变性和复性旨在研究这些差异以及它们对生物进化和适应性的影响。
DNA的变性是指DNA分子在受到特定外界因素刺激后，结构和功能的改变。
这些外界因素可以是温度、pH值、化学物质、辐射等等。
变性会引起DNA双链断裂、碱基组成改变、DNA链的卷曲和扭曲等结构变化。
这些改变可能会导致DNA信息的丧失或改变。
变性可以在多个层次上发生。
最常见的变性类型是蛋白质的变性，这种变性通常指的是蛋白质的结构发生改变，从而影响其功能。
对于DNA而言，主要的变性类型是单链断裂和双链断裂。
单链断裂是指DNA链的某一部分断裂，而双链断裂是指DNA分子两个链同时断裂。
除了变性，DNA还有复性的能力，即在一定条件下恢复其原有的结构和功能。
复性具有生命的奇妙特性，从微观到宏观都可以来观察和解释。
在细胞中，存在着各种修复机制，以帮助DNA复性。
这些修复机制包括直接通过酶催化和提供模板的过程，以及间接通过调控蛋白质的表达以帮助DNA恢复。
DNA复性的过程可以被看作是生命力的一种表现。
它使得DNA成为一个能够适应环境变化的编码器。
复性对生物进化起到了至关重要的作用，因为它能帮助生物体修复和保护其遗传信息。
此外，复性还在医学领域中具有巨大的潜力。
研究人员已经利用DNA复性的原理开发出了各种基因治疗和修复策略，用于治疗遗传性疾病。
然而，复性并不总是完美的。
有时候，复性过程中可能会出现错误，导致DNA链发生突变。
突变是DNA序列的变化，它可以是基因型的改变，也可以是染色体结构的改变。
dna变性复性原理的应用
DNA变性复性原理的应用1. 简介DNA变性复性是指DNA链在外界条件下发生了形态和结构的改变，然后通过特定条件下的处理使其回复到原来的状态。
DNA变性复性原理的应用非常广泛，涉及生物学、医学、食品科学等多个领域。
2. DNA变性复性在生物学中的应用•DNA分离和纯化：DNA变性复性在DNA分离和纯化中起到了关键的作用。
通过变性处理，可以使DNA链断裂并与其他杂质分离开来，然后通过复性处理使DNA回到原来的结构，从而实现纯化。
•DNA电泳：DNA变性复性在DNA电泳中也有广泛的应用。
变性处理可以使DNA变得单链，并帮助DNA在电场中移动，从而实现DNA分离和检测。
•PCR技术：PCR技术是利用DNA变性复性原理进行DNA复制的一种方法。
通过变性处理使DNA变为单链，然后通过复性处理使DNA回到原来的状态，从而实现DNA的复制。
3. DNA变性复性在医学中的应用•DNA测序：在DNA测序中，DNA变性复性起到了关键的作用。
通过变性处理使DNA断裂并暴露出核酸序列，然后通过复性处理使DNA回到原来的结构，从而实现DNA测序。
•基因检测：基因检测是通过检测DNA序列中的特定基因变异来诊断疾病的方法。
DNA变性复性在基因检测中起到了核心的作用。
通过变性处理使DNA变为单链，使特定基因序列易于检测，然后通过复性处理使DNA回到原来的结构。
•DNA修复：DNA变性复性在DNA修复中也有重要的应用。
在DNA 损伤修复过程中，DNA链发生了变性，然后通过复性处理使DNA回到原来的状态，从而实现DNA的修复。
4. DNA变性复性在食品科学中的应用•食品安全检测：DNA变性复性在食品安全检测中有着重要的应用。
通过变性处理使DNA暴露出来，从而可以检测食品中是否存在基因改造成分或者其他污染物。
•食品品质评估：DNA变性复性也可以用于评估食品的品质。
通过变性处理使DNA断裂，然后通过复性处理使DNA回到原来的结构，从而可以评估食品中的DNA降解程度，来判断食品的新鲜程度和品质。
2第二章 DNA的分子特性
5’－磷酸腺苷的结构式 －
7
2）核苷酸是怎么连接的？
8
3’，5’ - 磷酸二酯 ，
9
寡核苷酸（oligonucleotide)
指二~~十个核苷酸残基以磷酸二酯键连接而 指二 十个核苷酸残基以磷酸二酯键连接而 成的线性多核苷酸片段。 成的线性多核苷酸片段
使用时，对核苷酸残基的数目并无严格规定 寡核苷酸目前已可由仪器自动合成，作为 DNA合成的引物（primer)、基因探针（probe)等
14
（2）线条式 ）
垂线（位于碱基之下） 垂线（位于碱基之下）—— 糖基 斜线（位于垂线与Ｐ之间） 斜线（位于垂线与Ｐ之间）—— 磷酸酯键
15
简写式表示的含义
核酸分子的一级结构 ※核酸分子的一级结构
※核酸分子中的核苷酸排列顺序
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二）DNA的一级结构
1）DNA一级结构的概念 ） 一级结构的概念
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链和RNA链片段的简写式 例：DNA链和 链和 链片段的简写式 5＇pＡpＣpＴpＴpＧpＡpＡpＣpＧ3＇DNA ＇ Ａ Ｃ Ｔ Ｔ Ｇ Ａ Ａ Ｃ Ｇ ＇ 5＇pＡpＣpＵpＵpＧpＡpＡpＣpＧ3＇RNA ＇ Ａ Ｃ Ｕ Ｕ Ｇ Ａ Ａ Ｃ Ｇ ＇ 可进一步简化为： 5＇pＡＣＴＴＧＡＡＣＧ ＇ ＇ ＡＣＴＴＧＡＡＣＧ ＡＣＴＴＧＡＡＣＧ3＇ 5＇pＡＣＵＵＧＡＡＣＧ ＇ ＡＣＵＵＧＡＡＣＧ3＇ ＇ ＡＣＵＵＧＡＡＣＧ
研究表明DNA的结构是动态的 的结构是动态的 研究表明
30
31
A构象：以钠、钾或铯作反离子，相对湿度为75 构象：以钠、钾或铯作反离子，相对湿度为 构象 分子的X－射线衍射图。 ％时，DNA分子的 －射线衍射图。 分子的
出现于脱水DNA DNA中 ★出现于脱水DNA中 出现于DNA RNA杂交分子中 DNA－ ★出现于DNA－RNA杂交分主要内容是核酸链中的核苷酸或碱基
DNA双螺旋结构模型
DNA双螺旋结构模型，不仅与其生物功能有密切关系，还能解释DNA的重要特性棗变性与复性，这对于深入了解DNA分子结构与功能的关系又有重要意义。
1.DNA变性(denaturation)指DNA分子由稳定的双螺旋结构松解为无规则线性结构的现象。
变性时维持双螺旋稳定性的氢键断裂，碱基间的堆积力遭到破坏，但不涉及到其一级结构的改变。
凡能破坏双螺旋稳定性的因素，如加热、极端的pH、有机试剂甲醇、乙醇、尿素及甲酰胺等，均可引起核酸分子变性。
变性DNA常发生一些理化及生物学性质的改变：溶液粘度降低。
DNA双螺旋是紧密的刚性结构，变性后代之以柔软而松散的无规则单股线性结构，DNA粘度因此而明显下降。
溶液旋光性发生改变。
变性后整个DNA分子的对称性及分子局部的构性改变，使DNA溶液的旋光性发生变化。
15－8核酸的解链曲线增色效应(hyperchromic effect)。
指变性后DNA溶液的紫外吸收作用增强的效应。
DNA分子中碱基间电子的相互作用使DNA分子具有吸收260nm波长紫外光的特性。
在DNA双螺旋结构中碱基藏入内侧，变性时DNA双螺旋解开，于是碱基外露，碱基中电子的相互作用更有利于紫外吸收，故而产生增色效应。
对双链DNA进行加热变性，当温度升高到一定高度时，DNA溶液在260nm处的吸光度突然明显上升至最高值，随后即使温度继续升高，吸光度也不再明显变化。
若以温度对DNA溶液的紫外吸光率作图，得到的典型DNA变性曲线呈S型(图158)。
可见DNA变性是在一个很窄的温度范围内发生的。
通常将核酸加热变性过程中，紫外光吸收值达到最大值的50%时的温度称为核酸的解链温度，由于这一现象和结晶的融解相类似，又称融解温度(Tm,melting temperature)。
在Tm时，核酸分子内50%的双螺旋结构被破坏。
特定核酸分子的Tm值与其G ＋C所占总碱基数的百分比成正相关，两者的关系可表示为：Tm=69.3＋0.41(%G+C)一定条件下(相对较短的核酸分子)，Tm值大小还与核酸分子的长度有关，核酸分子越长，Tm值越大；另外，溶液的离子强度较低时，Tm值较低，融点范围也较宽，反之亦然，因此DNA制剂不应保存在离子强度过低的溶液中。
核酸分子杂交技术核酸分子杂交的基本原理
法则是利用离心的方式来纯化探针
第三节 核酸分子杂交的方法
• 按待测核酸是否固定在固相支持物上分： • 固相杂交 • southern印迹杂交 • northern印迹杂交 • 斑点杂交 • 原位杂交 • 液相杂交
一、Southern印迹杂交 （一）待测核酸样品的制备 1、裂解或破碎细胞 2、抽取纯化基因组DNA 3、限制酶消化DNA为大小不同的DNA片段
第二节 探针
一、探针的种类
• 基因组DNA探针 • cDNA探针 • RNA探针 • 寡核苷酸探针
基因组DNA探针从基因组DNA中选取某一基因片段 ↓ 与载体连接（质粒、噬菌体） ↓ 克隆(PCR扩增) ↓ 酶切 优点：①无性繁殖、制备方法简单；②不易降解（与 RNA比较）；③标记方法成熟。
2、变性的方法：
（1）热变性：温度升高到90~100℃时，双链核酸
分子链间的氢键完全断裂。
（2）酸碱变性：pH值低于3或高于10时，双链核 酸分子链 间的氢键断裂。 （3）化学试剂变性：如尿素、甲酰胺、甲醛等使 双链核酸分子链间的氢键断裂。
（二）复性 定义：变性的单链核酸分子在一定条件下按碱 基互补原则重新结合为双链核酸的过程，称复性或 杂交。 具有互补序列的两条单链核酸都可互补形成双链： DNA/DNA、RNA/DNA、RNA/RNA、寡核苷酸 /DNA和寡核苷酸/RNA。
（二）待测DNA样品的电泳分离 1、琼脂糖浓度：分离大片段用低浓度胶
分离小片段用高浓度胶
2、凝胶电泳：凝胶具有分子筛效应，大分子
DNA泳动慢,小分子DNA泳动快，
大小 相同的分子处于同一条带 3、分子量标准：经HindⅢ消化的λDNA，杂交 所用分子量标准可用核素标记
（三）凝胶中核酸的变性（碱变化） 凝胶置于NaOH溶液中使DNA变性断裂为较短的 单链 DNA,中性缓冲液中和凝胶中的缓冲液
临床执业医师考试辅导：DNA变性和复性的概念
临床执业医师考试辅导：DNA变性和复性的概念1.变性：双螺旋的稳定靠碱基堆积力和氢键的相互作用来共同维持。
如果因为某种因素破坏了这两种非共价键力，导致DNA两条链完全解离，就称为变性。
导致变性的因素可以有温度过高、盐浓度过低及酸碱过强等。
DNA变性是二级结构的破坏，双螺旋解体的过程，碱基对氢键断开，碱基堆积力遭到破坏，但不伴随共价键的断裂，这有别于。
DNA一级结构破坏引起的DNA降解过程。
DNA变性常伴随一些物理性质的改变，如黏度降低，浮力密度增加，尤其重要的是光密度的改变。
如前所述，核酸分子中碱基杂环的共轭双键，使核酸在260nm波长处有特征性光吸收。
在双螺旋结构中，平行碱基堆积时，相邻碱基之间的相互作用会导致双螺旋DNA 在波长260nm的光吸收比相同组成的游离核苷酸混合物的光吸收值低40%，这种现象称为减色效应。
DNA变性后改变这一效应，与未发生变性的相同浓度DNA溶液相比，变性DNA在波长260nm的光吸收增强，这一现象称为增色效应。
DNA的变性发生在一定的温度范围内，这个温度范围的中点称为融解温度，用Tm表示。
当温度达到融解温度时，DNA分子内50％的双螺旋结构被破坏。
Tm值与DNA的碱基组成和变性条件有关。
DNA分子的GC含量越高，Tm值也越大。
Tm值还与DNA分子的长度有关，DNA分子越长，Tm值越大。
此外，溶液离子浓度增高也可以使Tm值增大。
2.复性：DNA的变性是可逆的。
在适宜条件下，如温度或pH值逐渐恢复到生理范围，分离的DNA双链可以自动退火，再次互补结合形成双螺旋，这个过程称为复性。
复性时，互补链之间的碱基互相配对，这个过程分为两个阶段。
首先，溶液中的单链DNA不断彼此随机碰撞；如果它们之间的序列有互补关系，两条链经一系列的G-C、A-T配对，产生较短的双螺旋区。
然后，碱基配对区沿着DNA分子延伸形成双链DNA分子。
DNA 复性后，变性引起的性质改变也得以恢复。
第六节 DNA得变性、复性
第六节 DNA得变性、复性一 DNA得变性(denaturation)DNA分子就是由两条头尾倒置得脱氧多核苷酸所组成,其中一条链得碱基与另一条得碱基之间有氢键连接,并以A－T,G－C互补,整个DNA分子呈双螺旋结构。
在加热、碱性等条件下,链间氢键断裂,形成两条单链结构,这种现象称为DNA变性(denaturation)。
DNA在溶液中发生变性伴随着一系列得物理化学性质得改变, 如紫外吸收强度得增加,此种现象称增色效应(hyperchromicity); 溶液粘度得降低;沉降速度增加等。
这些物理常数常用来研究各种DNA结构与功能。
对某一DNA来说,其紫外吸收强度(A260)就是双链DNA 单链DNA。
紫外吸收强度得增加与变性(解链)程度成正比。
若将A260 得增加作为温度得函数作图,可得解链曲线(图2-18)。
DNA得热变性常称为DNA得“融解”( melting), 解链曲线得中点所示温度称为Tm 或称为融点,Tm 表示使50%DNA分子解链得温度。
不同种类DNA有不同得解链曲线, 也有不同得Tm , Tm随G+C%含量呈线性增加(图2－ 19)。
每增加1%G+C含量,Tm增加约0、4℃,这就是由于G/C碱基对之间得氢键多于A/T对之故。
溶液得离子强度Tm有较大得影响,单价阳离子浓度每增加10倍,Tm增加16、6℃。
某些化学试剂能显著影响Tm 值,例如甲酰胺能破坏氢键, 使Tm大大降低。
图2- 18 DNA变性过程与变性曲线图2- 19 G+C 含量对变性得影响DNA在变性过程中,其分子量不变,但二级结构中得氢键破坏,在双螺旋解旋分离为两条链得过程中,一级结构中得共价键都不破坏。
DNA变性有两个阶段,第一阶段部分解链,已解开部分不规则卷曲;第二阶段为完全解开,形成两条单链,此时若迅速泠却,每条链自身卷曲,部分区域形成链内双螺旋(见图2-20)。
第一阶段变形可以逆转,即当温度降低时,已解开得链又会重新盘绕,形成完整得天然双螺旋。
DNA的变性与复性
紫外吸光度达到最大值一半时所对应的温度称为DNA的解链温度（
）。
melting temperature，T
m
T m是解链曲线的中点，标志着50%的双链已发生解链。
DNA分子中GC含量越高，其T m越高。
增色效应(hyperchromic effect)：DNA 变性时其溶液OD 260增高的现象。
⏹DNA解链时的紫外吸收变化
（1）增色效应。
（2）黏度下降、生物
学功能丧失。
一、核酸的理化性质
减色效应(hypochromic effect)：DNA 复性时其OD 260减小的现象。
（四）DNA的变性与复性
2．复性（renaturation）
如果缓慢降温，逐渐恢复生理条件，变性单链DNA又会自发进行碱基互补结合，重新形成原来的双链结构，称为复性或退火（annealing ）。
在体外双链DNA与RNA可以变性与复性
限制性内切酶识别特殊的DNA序列
酶切位点
酶切位点
对称轴
粘性末端
平末端
要点归纳
1.核酸是由构件分子核苷酸组成的线性聚合物，分为脱氧 核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。每一个核苷酸都是 由一个戊糖（对于DNA是2′-脱氧核糖，对于RNA是核糖） 通过β-N-糖苷键与一个杂环碱基（嘌呤或嘧啶）连接组成 的，糖的5′C位通过酯键连接一个磷酸基团。
10. RNA的主要类型有：核糖体核糖核酸（rRNA），转 移核糖核酸（tRNA）和信息核糖核酸（mRNA），他们在 蛋白质合成中发挥着重要的作用。单链RNA分子本身可以 折叠形成双螺旋区，双螺旋区RNA的螺旋构型类似于ADNA构型。
11.通过可破坏氢键或疏水相互作用的试剂，极端的pH、 或通过悬浮于低离子强度的溶液中、加热等手法都可以使 DNA变性。变性的DNA溶液的紫外吸收会增加（增色效应）， 通过热变性可以确定碱基组成（DNA中的[G＋C的摩尔百分 比]）。处于熔点（Tm）的DNA有50％的双链被打开。
6. 核酸的大小变化很大，他们可以与蛋白质非共价结合形 成核蛋白，如染色质、核糖体和病毒颗粒。DNA是原核生物和 真核生物的遗传信息载体，证明DNA是遗传物质的两个最著名 的实验是肺炎双球菌转化实验和噬菌体感染实验。但在病毒 中遗传材料或是DNA，或是RNA。
7. DNA中的碱基组成是有规律的。夏格夫(Chargaff)提出了 一个重要的碱基定量关系，称之为夏格夫法则，其中有一条 重要法则：不管生物种属如何不同，所有的DNA中，腺嘌呤 摩尔数总是等于胸腺嘧啶摩尔数(即[A]=[T])，鸟嘌呤摩尔数 总是等于胞嘧啶摩尔数([G]=[C])。嘌呤碱基的总摩尔数等于 嘧啶碱基的总摩尔数([A]+[G]=[T]+[C])。
基础生物学复习资料
第二章：生物的化学组成氨基酸序列：蛋白质的一级结构。
决定许多性质与功能、决定蛋白质在细胞内的定位信号、修饰信号和寿命信号。
基因：贮存遗传信息的特殊DNA片段。
它编码蛋白质的氨基酸序列。
DNA变性：是指双螺旋之间氢键断裂，双螺旋解开，形成单链无规则线团，因而发生性质改变，称为DNA变性。
DNA复性：变性DNA只要消除变性条件，二条互补链还可以重新结合，恢复原来的双螺旋结构，这一过程称为复性。
碳骨架：碳碳之间可以单键相结合，也可以双键或三键相结合，形成不同长度的肽状、分支链状或环状结构，这些结构称为有机化合物的碳骨架。
肽键：一个氨基酸的羧基和另一个氨基酸的氨基脱水缩合形成的结构。
蛋白质变性：（构象发生变化）使得其特定的功能便立即发生变化电泳：利用电场来分离可溶性带电分子的实验技术叫做电泳问题一：简述糖类的生物学功能1)作为生物体的结构成分2)作为生物体内的主要能源物质3)生物体内的重要中间代谢物质4)作为细胞识别的信息分子问题二：参与蛋白质合成的三类RNA分别起什么作用mRNA是遗传信息的携带者。
线形单链结构，在细胞核中转录DNA上的遗传信息，再进入细胞质，作为指导合成蛋白质的模板。
tRNA在蛋白质合成时与mRNA上互补的密码子相结合。
tRNA起识别密码子和携带相应氨基酸的作用。
rRNA和蛋白质共同组成核糖体，即蛋白质合成的场所。
问题三：简述两类核酸基本化学组成的差异RNA：核糖 DNA：脱氧核糖组成的4种核苷酸中，DNA中含有腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T) 而在RNA中不含胸腺嘧啶（T），而是由尿嘧啶(U)代替了胸腺嘧啶（T）问题四：羊毛衫等羊毛制品在热水中洗后在点干燥器内干燥，则收缩，但丝制品进行同样处理，却不收缩，请解释两种现象。
羊毛衫中的蛋白主要以α螺旋为主，在出场前经过拉长定型后形成的氢键，它经过水洗烘干后，氢键重新形成，使螺旋螺距减小。
而β折叠的结构不能改变再压缩，所以洗后烘干不收缩。
生物化学中dna复性的名词解释
生物化学中dna复性的名词解释DNA复性，也称为DNA回复性或DNA变性回复性，是指DNA分子在经历高温、低温、pH变化或化学处理等外部刺激后，恢复其原有的双链结构的过程。
DNA是生物体内传递遗传信息的分子，具有双链结构，包含了由四种碱基（腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶）组成的编码序列。
DNA复性是DNA分子的一个重要特性，对于维持细胞正常功能和遗传传递具有重要意义。
1. DNA结构DNA具有双螺旋结构，由两条互补配对的链组成。
每条链由一系列核苷酸单元组成，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）以及一个磷酸分子组成。
两条链通过碱基间的氢键形成稳定的双螺旋结构。
2. DNA复性的原因DNA复性的原因主要是双链结构的稳定性。
DNA双链结构的稳定性是由碱基间的氢键和疏水相互作用力共同维持的。
当DNA受到高温、低温、pH变化或化学处理等外部刺激时，这些外部因素破坏了氢键和疏水相互作用力的平衡，导致DNA的双链结构解开。
解开的DNA链可通过合适的条件重新结合，实现复性。
3. DNA复性的过程DNA复性是一个动态的过程，通常分为两个步骤：解旋和复性。
解旋是指DNA分子的双链结构在受到外部刺激后解开的过程，这一过程由一些使DNA双链断裂的因素引起，如热、酸、碱等。
解旋后的DNA链可以通过碱性、温度或电场等条件的改变重新复性，这个过程称为复性。
4. DNA复性的影响因素DNA复性的速率和效率受到多种因素的影响。
例如，DNA的序列和长度可以影响复性的速率，一般情况下，长度较短的DNA分子更容易复性。
此外，温度、碱性和离子浓度也会对复性过程产生影响。
正常情况下，DNA复性的最适温度是37摄氏度，催化剂和辅助因子也可以加速复性的过程。
5. DNA复性在生物中的重要性DNA复性是生物体内维持遗传信息稳定性的一个重要过程。
当DNA分子受到损伤时，如紫外线照射、化学物质的作用或细胞自身的代谢产物，即DNA损伤。
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DNA的变性和复性安徽省合肥市第六中学(230001) 吴久利
1 概念
将双链的DNA在中性盐溶液中加热,DNA分子中共价键不受影响,而互补的碱基对间氢键则被打开,从而使两条脱氧核苷酸链分开成为单链,这叫DNA的变性。
例如,把DNA投放在含有0.18 mol·L-1枸橼酸钠的溶液中,以100℃加热10min,可以完全分开成为单链。
加热使溶液中DNA分子的50%成为单链时,所需温度称为解链温度,记作T m。
因为在DNA分子中,A与T配对,氢键数是2个,G 与C配对,氢键数是3个,所以碱基对G≡C含量愈多,DNA稳定性愈高,愈加不容易由热或碱引起变性。
变性后的单链DNA在适当条件下又能恢复成为双链结构,这称为DNA的复性或退火。
变性后的DNA如果慢慢冷却,时间经过10h以上,DNA复性完全,因为在这个时间里,互补的碱基间又形成氢键。
复性速率可用几种方法测定,其中一个方法是应用分光光度计,在260nm波段测量光密度的变化。
因为随着单链的复性成为双链,紫外线的吸收逐渐减少。
DNA的复性速率与基因组中碱基顺序的复杂情况和重复程度有关。
顺序单调、重复程度高的DNA区段,例如顺序为-AT ATAT—的高度重复序列,与顺序变化大、重复程度低的DNA片段,例如单拷贝的结构基因相比,前者的复性速率明显地高于后者。
复性速率也受到反应液中的DNA初始浓度的影响:浓度越高,互补链的碰撞机会越多,复性速率越快。
但是如果加热到100℃的溶液迅即冷却,则DNA 仍然保持单链状态。
2 应用
因为变性和复性仅影响互补碱基对间氢键的打开和重新形成,所以通过变性和复性可用来制备单链DNA,进行多核苷酸链间的分子杂交,测定异源双链的同源性(碱基序列间的相似性),以及估算G-C碱基对在DNA链中所占的比例等,在近代遗传学研究中有很多用处。
2.1 基因分离
DNA双链中,G≡C碱基对有3个氢键,所以DNA分子中G≡C碱基对含量高时稳定性高。
当DNA分子加热处理时,双链上A=T碱基对含量较高的区段首先变性,双链分开成为单链,而G≡C碱基对含量较高的区段在这一温度下仍保持双链状态,这样就有可能把DNA上不同部分区分开来。
例如海胆rRNA基因含有相当高的G≡C碱基对,约占其碱基总量的65%。
当我们用热处理海胆DNA分子时,因为rRNA基因部分含有的G≡C碱基对特别丰富,所以需要的解链温度较高。
在合适的热变性条件下,A =T碱基对含量高的区段可局部打开,形成单链,这时可用专门降解单链的SI核酸酶处理,仅保留G≡C 含量高的双链部分,再通过CsCI梯度密度离心,即能获得rRNA基因。
2.2 分子杂交技术
从两种生物A和B提取DNA,加温,使DNA分子变性,解开为单链。
在适当温度下,把一个种的单链DNA与另一个种的单链DNA一起温育,形成杂种双链DNA A-B。
为了使种间DNA A-B能够和种内DNA A-A或B-B区分开来,必须把一个种的DNA,例如A的DNA,用放射性同位素标记,只放少量这种DNA到温育混合物中。
因为A的DNA所占的分量很少,所以很少有机会形成A-A双链,从而所有标记上的双链DNA都可以被认为是杂种的DNA A-B。
然后把这种双链提取出来,检验它们的同源性质。
如果从两种生物A和B来的DNA完全同源,核苷酸顺序相称(也就是说,来自相同的种),那么杂种DNA A-B的解链温度和A-A或B-B自然一样。
如果两个种间的DNA有差异,相互间核苷酸的顺序不相称,那么这种杂种DNA稳定性下降,容易解链,所需的解链温度也较低。
据研究,两种生物的核苷酸组成有差异时,每增加1%的差异,杂种DNA分子对温度的稳定性降低1.6℃。
所以不同物种间的DNA的同源程度可以通过“温度稳定性”来估计。
高等生物的DNA含有大量的重复DNA,但是这类DNA的进化趋向还不很明了,所以通常仅用非重复DNA来进行杂交试验,两个种间的亲缘关系近,核苷酸差异就小;而亲缘关系疏远,差异就大。
2.3 证明DNA的半保留复制
细菌在15N中经过多代培养后,移到14N中培养一代,从生长一代的细胞中提取DNA,通过热变性,使DNA双链分开,然后离心。
这时可以观察到两条带,一条核苷酸链是重的,一条核苷酸链是轻的。
证明第一代杂种DNA分子是半保留性复制的产物,它们的双链中,重核苷酸链来自亲代(15N),轻核苷酸链来自新合成的(14N),记作14N/15N。
2004.10教学资料中学生物教学。