1.變性:
雙螺旋的穩(wěn)定靠堿基堆積力和氫鍵的相互作用來(lái)共同維持。如果因?yàn)槟撤N因素破壞了這兩種非共價(jià)鍵力,導(dǎo)致DNA兩條鏈完全解離,就稱為變性。導(dǎo)致變性的因素可以有溫度過(guò)高、鹽濃度過(guò)低及酸堿過(guò)強(qiáng)等。DNA變性是二級(jí)結(jié)構(gòu)的破壞,雙螺旋解體的過(guò)程,堿基對(duì)氫鍵斷開(kāi),堿基堆積力遭到破壞,但不伴隨共價(jià)鍵的斷裂,這有別于。DNA一級(jí)結(jié)構(gòu)破壞引起的DNA降解過(guò)程。
DNA變性常伴隨一些物理性質(zhì)的改變,如黏度降低,浮力密度增加,尤其重要的是光密度的改變。如前所述,核酸分子中堿基雜環(huán)的共軛雙鍵,使核酸在260nm波長(zhǎng)處有特征性光吸收。在雙螺旋結(jié)構(gòu)中,平行堿基堆積時(shí),相鄰堿基之間的相互作用會(huì)導(dǎo)致雙螺旋DNA在波長(zhǎng)260nm的光吸收比相同組成的游離核苷酸混合物的光吸收值低40%,這種現(xiàn)象稱為減色效應(yīng)。DNA變性后改變這一效應(yīng),與未發(fā)生變性的相同濃度DNA溶液相比,變性DNA在波長(zhǎng)260nm的光吸收增強(qiáng),這一現(xiàn)象稱為增色效應(yīng)。
DNA的變性發(fā)生在一定的溫度范圍內(nèi),這個(gè)溫度范圍的中點(diǎn)稱為融解溫度,用Tm表示。當(dāng)溫度達(dá)到融解溫度時(shí),DNA分子內(nèi)50%的雙螺旋結(jié)構(gòu)被破壞。Tm值與DNA的堿基組成和變性條件有關(guān)。DNA分子的GC含量越高,Tm值也越大。Tm值還與DNA分子的長(zhǎng)度有關(guān),DNA分子越長(zhǎng),Tm值越大。此外,溶液離子濃度增高也可以使Tm值增大。
2.復(fù)性:
DNA的變性是可逆的。在適宜條件下,如溫度或pH值逐漸恢復(fù)到生理范圍,分離的DNA雙鏈可以自動(dòng)退火,再次互補(bǔ)結(jié)合形成雙螺旋,這個(gè)過(guò)程稱為復(fù)性。
復(fù)性時(shí),互補(bǔ)鏈之間的堿基互相配對(duì),這個(gè)過(guò)程分為兩個(gè)階段。首先,溶液中的單鏈DNA不斷彼此隨機(jī)碰撞;如果它們之間的序列有互補(bǔ)關(guān)系,兩條鏈經(jīng)一系列的G-C、A-T配對(duì),產(chǎn)生較短的雙螺旋區(qū)。然后,堿基配對(duì)區(qū)沿著DNA分子延伸形成雙鏈DNA分子。DNA復(fù)性后,變性引起的性質(zhì)改變也得以恢復(fù)。
雙螺旋的穩(wěn)定靠堿基堆積力和氫鍵的相互作用來(lái)共同維持。如果因?yàn)槟撤N因素破壞了這兩種非共價(jià)鍵力,導(dǎo)致DNA兩條鏈完全解離,就稱為變性。導(dǎo)致變性的因素可以有溫度過(guò)高、鹽濃度過(guò)低及酸堿過(guò)強(qiáng)等。DNA變性是二級(jí)結(jié)構(gòu)的破壞,雙螺旋解體的過(guò)程,堿基對(duì)氫鍵斷開(kāi),堿基堆積力遭到破壞,但不伴隨共價(jià)鍵的斷裂,這有別于。DNA一級(jí)結(jié)構(gòu)破壞引起的DNA降解過(guò)程。
DNA變性常伴隨一些物理性質(zhì)的改變,如黏度降低,浮力密度增加,尤其重要的是光密度的改變。如前所述,核酸分子中堿基雜環(huán)的共軛雙鍵,使核酸在260nm波長(zhǎng)處有特征性光吸收。在雙螺旋結(jié)構(gòu)中,平行堿基堆積時(shí),相鄰堿基之間的相互作用會(huì)導(dǎo)致雙螺旋DNA在波長(zhǎng)260nm的光吸收比相同組成的游離核苷酸混合物的光吸收值低40%,這種現(xiàn)象稱為減色效應(yīng)。DNA變性后改變這一效應(yīng),與未發(fā)生變性的相同濃度DNA溶液相比,變性DNA在波長(zhǎng)260nm的光吸收增強(qiáng),這一現(xiàn)象稱為增色效應(yīng)。
DNA的變性發(fā)生在一定的溫度范圍內(nèi),這個(gè)溫度范圍的中點(diǎn)稱為融解溫度,用Tm表示。當(dāng)溫度達(dá)到融解溫度時(shí),DNA分子內(nèi)50%的雙螺旋結(jié)構(gòu)被破壞。Tm值與DNA的堿基組成和變性條件有關(guān)。DNA分子的GC含量越高,Tm值也越大。Tm值還與DNA分子的長(zhǎng)度有關(guān),DNA分子越長(zhǎng),Tm值越大。此外,溶液離子濃度增高也可以使Tm值增大。
2.復(fù)性:
DNA的變性是可逆的。在適宜條件下,如溫度或pH值逐漸恢復(fù)到生理范圍,分離的DNA雙鏈可以自動(dòng)退火,再次互補(bǔ)結(jié)合形成雙螺旋,這個(gè)過(guò)程稱為復(fù)性。
復(fù)性時(shí),互補(bǔ)鏈之間的堿基互相配對(duì),這個(gè)過(guò)程分為兩個(gè)階段。首先,溶液中的單鏈DNA不斷彼此隨機(jī)碰撞;如果它們之間的序列有互補(bǔ)關(guān)系,兩條鏈經(jīng)一系列的G-C、A-T配對(duì),產(chǎn)生較短的雙螺旋區(qū)。然后,堿基配對(duì)區(qū)沿著DNA分子延伸形成雙鏈DNA分子。DNA復(fù)性后,變性引起的性質(zhì)改變也得以恢復(fù)。