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1、一、核酸的一般物理性质,DNA为白色纤维状固体，RNA为白色粉末状固体，都微溶于水，其钠盐在水中的溶解度较大。但不溶于乙醇、乙醚和氯仿等一般有机溶剂。（用乙醇从溶液中沉淀核酸）DNA和RNA在细胞中常以核蛋白形式存在，两种核蛋白在盐溶液中的溶解度不同。DNA核蛋白 RNA核蛋白 0.14mol/LNaCl-+1-2mol/LNaCl+-DNA溶液的粘度很大，而RNA溶液的粘度小得多。核酸发生变性或降解后其粘度降低。核酸受到强大离心力的作用时，可从溶液中沉降下来，其沉降速度与核酸的大小和密度有关。,第四节 核酸的重要理化性质,二、核酸的两性性质及等电点,与蛋白质相似，核酸分子中既含有酸性基团（磷
2、酸基）也含有弱碱性基团碱基，因而核酸也具有两性性质。由于核酸分子中的磷酸是一个中等强度的酸，而碱基呈现弱碱性，所以核酸的等电点比较低。（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）如DNA的等电点为44.5，RNA的等电点为22.5。核酸在其等电点时溶解度最小。RNA的等电点比DNA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。DNA没有这种作用。,三、核酸的水解,1.核酸的酸解和碱解 核酸分子中的磷酸二酯键可在酸或碱性条件下水解切断（降解）。酸对核酸的作用因酸的浓度、温度和作用时间不同而不同。嘌呤碱
3、基比嘧啶碱基易被水解下来。DNA和RNA对碱的耐受程度有很大差别。例如，在0.3-1 mol/L NaOH溶液中，在室温至370C条件下RNA几乎可以完全水解，生成2-或3-磷酸核苷；DNA在同样条件下则不受影响，若加温至1000C，4个小时也可得到小分子的寡聚脱氧核苷酸。这种水解性能上的差别，与RNA核糖基上2-OH的羟基参与作用有很大的关系。在RNA水解时，2-OH首先进攻磷酸基，在断开磷酯键的同时形成环状磷酸二酯，再在碱的作用形成水解产物。,2、核酸的酶解,生物体内存在多种核酸水解酶。这些酶可以催化水解多聚核苷酸链中的磷酸二酯键。以DNA为底物的DNA水解酶（DNases）和以RNA为底
4、物的RNA水解酶（RNases）。根据作用方式又分作两类：核酸外切酶和核酸内切酶。核酸外切酶的作用方式是从多聚核苷酸链的一端（3-端或5-端）开始，逐个水解切除核苷酸；核酸内切酶的作用方式刚好和外切酶相反，它从多聚核苷酸链中间开始，在某个位点切断磷酸二酯键。（小球菌核酸酶即可外切又可内切）在分子生物学研究中最有应用价值的是限制性核酸内切酶。这种酶可以特异性的水解核酸中某些特定碱基顺序部位。,四、核酸的紫外吸收,在核酸分子中，由于嘌呤碱和嘧啶碱具有共轭双键体系，因而具有独特的紫外线吸收光谱，一般在260nm左右有最大吸收峰，可以作为核酸及其组分定性和定量测定的依据。,五核酸的变性、复性与杂交,1
5、.核酸的变性（denaturation）与变性因素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。变性核酸将失去其部分或全部的生物活性。核酸的变性并不涉及磷酸二酯键的断裂，所以它的一级结构(碱基顺序)保持不变。能够引起核酸变性的因素很多。温度升高、酸碱度改变、甲醛和尿素等的存在均可引起核酸的变性。,RNA本身只有局部的双螺旋区，所以变性行为所引起的性质变化没有DNA那样明显。利用紫外吸收的变化，可以检测核酸变性的情况。因为天然状态的DNA在完全变性后，紫外吸收(260 nm)值增加2540%.而RNA变性后，约增加1.1%。增色效应：变性后DNA对260nm紫外光的吸收率（A260）
6、比变性前明显增加，这种现象称为增色效应.,A260值增加粘度下降浮力密度增大分子量不变,2.DNA变性后的表现,3.DNA的热变性和解链温度（Tm）,用加热的方法使DNA变性叫做热变性DNA的变性过程是突变性的，它在很窄的温度区间内完成。因此，通常将DNA的变性达到50%时，即增色效应达到一半时的温度称为DNA的解链温度（melting temperature,Tm）,Tm也称熔解温度或DNA的熔点。一般DNA的Tm值在70-85C之间,RNA的T m值tRNA的T m值,G和C的含量高，Tm值高。因而测定Tm值，可反映DNA分子中G、C含量，可通过经验公式计算：（G+C)%=(Tm-69.3
7、)X2.44Tm大小可反映出DNA的均一性：均质DNA的熔解过程发生在一个较小的温度范围内；异质DNA的熔解过程发生在一个较宽的温度范围内。Tm与介质中离子强度有关：DNA的保存应在含盐的缓冲液中,温度/0C,A260,0.02,0.1,1.0,mol/LKCl,DNA变性（加热或极端pH）,当DNA的稀盐溶液加热到80-100时，双螺旋结构即发生解体，两条链彼此分开，形成无规线团。DNA变性后，它的一系列性质也随之发生变化，如紫外吸收(260 nm)值升高,粘度降低等。,4、核酸的复性,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。DNA复性后，一
8、系列物理、化学性质将得到恢复。DNA复性的程度、速率与复性过程的条件有关。将热变性的DNA骤然冷却至低温时，DNA不可能复性。但是将变性的DNA缓慢冷却时，可以复性，这一过程也叫退火（annealing)。分子量越大复性越难。浓度越大，复性越容易。此外，DNA的复性也与它本身的组成和结构有关。复性反应的速度用Cot1/2表示。Co为变性DNA复性时的浓度，t为时间，以秒表示。（P352）,DNA复性,5、核酸的杂交（hybridization）,热变性的DNA单链，在复性时并不一定与同源DNA互补链形成双螺旋结构，它也可以与在某些区域有互补序列的异源DNA单链形成双螺旋结构。这样形成的新分子称为杂交DNA分子。DNA单链与互补的RNA链之间也可以发生杂交。核酸的杂交在分子生物学和遗传学的研究中具有重要意义。,核酸的杂交,核酸杂交的应用,Southern blotting(Southern 印迹)Northern blotting(Northern 印迹)Western blotting(Western 印迹),
