核酸的重要理化性质共17页
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pK1 = 0.9
第二磷酸基
第一磷酸基
鸟嘌呤核苷酸
核
pK2 = 3.7
苷
含氮环 pK3 = 6.1
pK1 = 0.7
第二磷酸基
酸
第一磷酸基
烯醇式羟基
离子化程度
解 离
pK2 = 4.3 含氮环
胞嘧啶核苷酸
曲 线
pK1 = 0.8 第一磷酸基
pK3 = 6.3 第二磷酸基
pK1 = 1.0 第一磷酸基
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对酸最不稳定是嘌呤与脱氧核糖之间糖苷键（嘌呤 碱） :
DNA
pH1.6, 37℃ 对水透析
无嘌呤酸
(除去嘌呤碱)
pH2.8 100℃、1hr
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嘧啶糖苷键水解则需要较高温度:
嘧啶糖苷键(DNA或RNA)
甲酸(98~100%) 加热
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第二节 核酸酸碱性质
核酸碱基、核苷、核苷酸均能发生解离, 所以核酸也 就具备了可解离酸碱性质。
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1.碱基解离
因为嘧啶和嘌呤化合物杂环中N以及各取代基（-OH） 具结合和释放质子能力, 所以这些物质现有碱性解离又有 酸性解离。
各种碱基解离特点及其常数见书本P505
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一、核酸变性 (denaturation)
2. 核酸变性原因:
温度升高 : 热变性 酸碱度改变: 酸碱变性
DNA测序
尿素：PAGE中惯用变性剂； 变性剂使用:
甲醛：琼脂糖凝胶电泳惯用变性剂
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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)。
核酸的重要理化性质19页PPT
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
核酸的重要理化性质
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
Thank you
பைடு நூலகம்
第四节核酸的理化性质-变性、复性与杂交
第四节核酸的理化性质一、酸性化合物两性\但酸性强。
电泳行为--泳向正极（pH7-8）。
沉淀行为--加盐（中和电荷）M+与磷酸"-"中和；乙醇。
二、高分子性质粘度DNA>RNA超离心沉降凝胶过滤三、UV吸收最大吸收峰在260nm附近四、变性、复性与杂交核酸在理、化因素作用下，双螺旋结构破坏称核酸变性。
根据变性因素区分为碱变性、热变性等。
如DNA的碱变性、DNA的热变性，其中以DNA的热变性更具典型意义。
DNA变性后，粘度改变，钢性线性分子变得无序，粘度下降，UV吸收增强，其规律如下：高色效应--核酸变性后、氢键破坏，双螺旋结构破坏，碱基暴露，紫外吸收（260nm）增强，谓高色效应。
解链温度\融解温度（Tm）--UV吸收增值达到最大吸收增值50%时的温度，称Tm。
Tm值与DNA G+C含量有关，G+C含量愈大，Tm愈高，反之则反；与核酸分子长度有关，分子愈长，Tm愈高。
变性温度范围与DNA样品均一性有关，分子种类愈纯（单一），长度愈一致，其变性范围愈窄，反之则变性温度范围愈宽。
DNA变性的复性—DNA发生热变性后，经缓慢降温，如放置室温逐渐冷却，解开的互补链之间对应的碱基对再形成氢键，恢复完整的双螺旋结构，称DNA热变性的复性。
核酸复性时UV下降，此称低色效应。
DNA热变性后缓慢冷却处理过程称退火。
DNA加热变性后，若经骤然降温，互补链碱基之间来不及配对互补，形成氢键联系，两链维持分离状态。
核酸分子杂交—当不同来源的核酸变性后一起复性时，只要这些核酸分子中含有相同序列的片段，即可形成碱基配对，出现复性现象，形成杂种核酸分子，或称杂化双链，称核酸分子杂交。
(完整版)核酸的理化性质.doc
第 15 章、核酸的物理化学性质（上册 P502）本章重点： 1、核酸的水解， 2、核酸的紫外吸收， 3、核酸的变性和复性本章的主要内容：（一）核酸的水解：所有糖苷键和磷酸酯键都能被水解。
（1）酸水解：糖苷键比磷酸二酯键易被水解，嘌呤碱糖苷键比嘧啶碱更易水解。
（2）碱水解：磷酸酯键易水解， RNA 比 DNA 易水解，因为 RNA 核糖上有 2‘ - OH ，水解过程见P502。
（3）酶水解：为水解磷酸二酯键的酶，专一水解核酸的为核酸酶。
1.核酸酶的分类：按底物专一性分为 RNase（核糖核酸酶）和 DNase（脱氧核糖核酸酶）。
按对底物作用方式分为内切酶（作用点在核糖核酸酶内部）和外切酶（作用点在末端）。
2.RNase：如牛胰核糖核酸酶（ EC 2.7.7.16 ），内切酶，作用位点为嘧啶核苷（ Py）‘- 3 - 磷酸与其他核苷酸之间的连键。
3.限制性内切酶：为 DNase。
剪裁 DNA 的工具，可用于核酸测序和基因工程。
在细菌中发现，目前已找到限制性内切酶数千种。
限制性内切酶往往与甲基化酶成对存在，自身酶作用位点的碱基被甲基化，内切酶不再降解，因而可识别和降解外源 DNA 。
断裂位点处常有二重旋转（轴）对称性（回文结构，正读反读相同），在特定位点两条链切断后形成粘末端或平末端。
限制性内切酶命名：如 E. coR Ⅰ，第 1 个字母 E( 大写 ) ，为大肠杆菌 (E.coli)属名的第一个字母，第2、 3 两个字母co （小写）为种名头两个字母，第 4个字母R，表示菌株，最后一个罗马字为该细菌中已分离这一类酶的编号。
（二）核酸的酸碱性质：核苷和核苷酸都是兼性离子，碱基和磷酸基均能解离，见P505，具有酸碱性。
由于 DNA 酸碱变性，使酸碱滴定曲线不可逆。
（三）核酸的紫外吸收：嘌呤环与嘧啶环具有共轭双键，核苷和核酸的吸收波段在240~290nm，最大吸收值在 260nm 附近（蛋白质最大吸收值280nm）。
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第15章、核酸的物理化学性质（上册P502）本章重点：1、核酸的水解，2、核酸的紫外吸收，3、核酸的变性和复性本章的主要内容：（一）核酸的水解：所有糖苷键和磷酸酯键都能被水解。
（1）酸水解：糖苷键比磷酸二酯键易被水解，嘌呤碱糖苷键比嘧啶碱更易水解。
（2）碱水解：磷酸酯键易水解，RNA比DNA易水解，因为RNA核糖上有2‘-OH，水解过程见P502。
（3）酶水解：为水解磷酸二酯键的酶，专一水解核酸的为核酸酶。
1.核酸酶的分类：按底物专一性分为RNase（核糖核酸酶）和DNase（脱氧核糖核酸酶）。
按对底物作用方式分为内切酶（作用点在核糖核酸酶内部）和外切酶（作用点在末端）。
2.RNase：如牛胰核糖核酸酶（EC 2.7.7.16），内切酶，作用位点为嘧啶核苷（Py）-3‘-磷酸与其他核苷酸之间的连键。
3.限制性内切酶：为DNase。
剪裁DNA的工具，可用于核酸测序和基因工程。
在细菌中发现，目前已找到限制性内切酶数千种。
限制性内切酶往往与甲基化酶成对存在，自身酶作用位点的碱基被甲基化，内切酶不再降解，因而可识别和降解外源DNA。
断裂位点处常有二重旋转（轴）对称性（回文结构，正读反读相同），在特定位点两条链切断后形成粘末端或平末端。
限制性内切酶命名：如E. coR Ⅰ，第1个字母E(大写)，为大肠杆菌(E.coli)属名的第一个字母，第2、3两个字母co（小写）为种名头两个字母，第4个字母R，表示菌株，最后一个罗马字为该细菌中已分离这一类酶的编号。
（二）核酸的酸碱性质：核苷和核苷酸都是兼性离子，碱基和磷酸基均能解离，见P505，具有酸碱性。
由于DNA酸碱变性，使酸碱滴定曲线不可逆。
（三）核酸的紫外吸收：嘌呤环与嘧啶环具有共轭双键，核苷和核酸的吸收波段在240~290nm，最大吸收值在260nm附近（蛋白质最大吸收值280nm）。
（1）可用于测样品纯度（测吸光度A）：A260/A280比值，纯DNA应大于1.8，纯RNA应达到2.0，若样品混有杂蛋白，比值明显降低。
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)。