核酸的结构功能

关于核酸的结构功能第1页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五

一.核酸的发现和研究工作进展1868年FridrichMiescher从脓细胞中提取“核素”

1944年

Avery等人证实DNA是遗传物质1952年赫尔希噬菌体实验证实DNA是遗传物质，1969诺贝尔奖1953年

Watson和Crick发现DNA的双螺旋结构1968年Nirenberg发现遗传密码1975年Temin和Baltimore发现逆转录酶1981年Gilbert和Sanger建立DNA测序方法1985年Mullis发明PCR技术1990年美国启动人类基因组计划(HGP)1994年中国人类基因组计划启动2001年美、英等国完成人类基因组计划基本框架第2页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五FriedrichMiescher(1844-1895)In1869,FriedrichMiescher,asurgeondiscoveredthenucleicacidthatexisinpuscell.TheworkwasdoneinthelaboratoryofFelixHoppe-Seyler.HediedinDavosontheAugust26th,1895.第3页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五英国微生物学家格里菲斯肺炎双球菌实验第4页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五OswaldAvery（1877~1955）非致病肺炎球菌致病肺炎球菌roughpneumococcussmoothpneumococcus第5页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五1952年，赫尔希证明了进入细菌细胞的是噬菌体的核酸第6页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五核酸(nucleicacid)是以核苷酸为基本组成单位的生物大分子，携带和传递遗传信息。第7页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五核酸的分类及分布(deoxyribonucleicacid,DNA)(ribonucleicacid,RNA)脱氧核糖核酸

核糖核酸携带遗传信息，决定细胞和个体的基因型(genotype)。参与细胞内DNA遗传信息的表达。某些病毒RNA也可作为遗传信息的载体。90%以上分布于细胞核，其余分布于核外如线粒体，叶绿体，质粒等。分布于胞核、胞液。第8页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五第一节核酸的组成及一级结构TheComponentandStructureofNucleicAcid第9页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五一、核酸的元素组成C、H、O、N、P（9-10%）核酸的元素组成有两个特点：

1).一般不含S2).P含量较多，并且恒定（9%-10%）

因此，实验室中用定磷法进行核酸的定量分析。（DNA9.9%、RNA9.5%）第10页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五核酸核苷酸磷酸核苷戊糖碱基水解二、核苷酸第11页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五核酸代表戊糖，对DNA而言为脱氧核糖，对RNA而言为核糖；

代表碱基

代表磷酸基核苷酸第12页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五嘌呤(purine)腺嘌呤(adenine,A)鸟嘌呤(guanine,G)碱基第13页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五嘧啶(pyrimidine)胞嘧啶(cytosine,C)尿嘧啶(uracil,U)胸腺嘧啶(thymine,T)第14页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五稀有碱基嘌呤——次黄嘌呤、1-甲基次黄嘌呤、N2、N2-二甲基鸟嘌呤。嘧啶——5-甲基胞嘧啶、5-羟甲基胞嘧啶、二氢尿嘧啶、4-巯尿嘧啶都是基本碱基的化学修饰型(甲基化)。第15页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五鸟嘌呤次黄嘌呤1-甲基次黄嘌呤第16页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五

胞嘧啶（C）CH35-甲基胞嘧啶第17页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五戊糖1´2´3´4´5´核糖(ribose)

脱氧核糖(deoxyribose)第18页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五NONO尿苷11’OHOCH2HHHHOHOH2’3’4’5’1’脱氧腺苷9NNNNNH2OHHOHOCH2HHHH2’3’4’5’核苷

戊糖与嘧啶或嘌呤碱以C-N糖苷键连接而形成的糖苷就称为核苷，通常是戊糖的C1′与嘧啶碱的N1或嘌呤碱的N9相连接。第19页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五核苷：A,G,U,C脱氧核苷：dA,dG,dT,dC第20页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五核苷酸：AMP,GMP,UMP,CMP脱氧核苷酸：dAMP,dGMP,dTMP,dCMP

核苷酸核苷（脱氧核苷）和磷酸以磷酸酯键连接形成核苷酸（脱氧核苷酸）。

第21页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五核苷酸磷酸碱基戊糖第22页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五OOHOHOHHOCH2H2OH2O碱基磷酸戊糖糖苷键酯键第23页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五1`2`3`4`5`酯键（对DNA为H）碱基连接（糖苷键）第24页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五5´端3´端三、核苷酸的连接方式核苷酸之间以3´,5´磷酸二酯键连接形成多核苷酸链，即核酸。CGA第25页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五多聚核苷酸是通过一个核苷酸的C3’-OH与另一分子核苷酸的5’-磷酸基形成3’,5’-磷酸二酯键相连而成的链状聚合物。5’5’3’3’第26页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五第27页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五第28页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五多聚核苷酸链具有方向性，当表示一个多聚核苷酸链时，必须注明它的方向是5′→3′或是3′→5′。5′-磷酸端（常用5’-P表示）；3′-羟基端（常用3’-OH表示）第29页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五三、核酸的一级结构定义核酸中核苷酸的排列顺序。由于核苷酸间的差异主要是碱基不同，所以也称为碱基序列。5′端3′端CGA第30页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五核酸一级结构的表示方法——结构式/线条式/字母式（1）结构式（碱基用单字母表示）第31页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五戊糖3`-OH5`-磷酸PA核苷酸5`3`首端末端PPPPPP

AGCTGCOH（2）线条式（碱基用单字母表示磷酸基团用P表示）第32页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五（3）字母式（单字母ATGC在式中表示脱氧核苷，省略d）5

TGCAC3第33页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五四、真核细胞染色质DNA与原核生物DNA的一级结构特点第34页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五真核细胞DNA特点：（1）重复顺序：

1）高度重复序列

2）中度重复序列

3）单一序列（单顺反子）一条mRNA链上有一个编码区（2）间隔顺序与插入顺序（3）回文结构第35页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五第36页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五原核生物DNA特点（1）基因重叠（2）多顺反子，一条mRNA链上有多个编码区（3）基因连续第37页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五第二节DNA的空间结构与功能DimensionalStructureandFunctionofDNA第38页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五DNA的二级结构-双螺旋结构DNA双螺旋结构的研究背景和历史意义DNA双螺旋结构模型要点DNA的超螺旋结构及其在染色质中的组装DNA的超螺旋结构原核生物DNA的高级结构DNA在真核生物细胞核内的组装DNA的功能第39页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五DNA的碱基组成特点——Chargaff定律1.所有DNA中,A=T,C=G(摩尔数);即A+G=C+T2.不同生物种属的碱基组成不同(即具有种属特异性)3.同一个体,不同器官不同组织的DNA具有相同的碱基组成(没有组织器官的特异性)4.DNA的碱基组成不随年龄,营养状况及环境的改变而改变.(一)DNA双螺旋结构的研究背景第40页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五

碱基组成分析Chargaff规则：[A]=

[T][G]

[C]

碱基的理化数据分析A-T、G-C以氢键配对较合理DNA纤维的X-线衍射图谱分析目录第41页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五DNA的二级结构——双螺旋结构第42页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五DNA的二级结构（双螺旋）DNA的二级结构指DNA的双螺旋结构。第43页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五第44页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五MauriceWilkinsRosalindFranklinX衍射DNA照片x-raydiffrationofwetDNAshowingtheBformdoublehelixtakenbyRosalindFranklin第45页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五（二）DNA双螺旋结构模型要点（Watson,Crick,1953）DNA分子由两条相互平行但走向相反的脱氧多核苷酸链组成，两链以-脱氧核糖-磷酸-为骨架，以右手螺旋方式绕同一公共轴盘。螺旋直径为2nm，形成大沟(majorgroove)及小沟(minorgroove)相间。目录第46页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五第47页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五计算机模拟DNA双螺旋结构（蓝色）大沟中结合着肽（红色）

双螺旋中的大沟对于DNA和蛋白质结合时的相互识别很重要，在沟内可以辨认碱基的顺序。第48页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五（二）DNA双螺旋结构模型要点

（Watson,Crick,1953）碱基垂直螺旋轴居双螺旋内側，与对側碱基形成氢键配对（互补配对形式：A=T;GC）。相邻碱基平面距离0.34nm，螺旋一圈螺距3.4nm，一圈10对碱基。目录第49页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五碱基互补配对TAGC第50页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五

第51页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五（二）DNA双螺旋结构模型要点

（Watson,Crick,1953）氢键维持双链横向稳定性，碱基堆积力维持双链纵向稳定性。目录第52页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五双螺旋结构的稳定因素DNA双螺旋在生理状态下十分稳定，结构不发生变化。稳定DNA双螺旋结构的主要作用力1、碱基堆积力（主要因素）是双螺旋中垂直方向的作用力

2、氢键为双螺旋中水平方向的作用力3、离子键

磷酸基团上的负电荷与介质中的阳离子或阳离子化合物之间所形成的盐键。第53页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五（三）DNA双螺旋结构的多样性目录第54页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五第55页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五双螺旋DNA的结构参数

类型旋转方向螺旋直径（nm）螺距（nm）每转碱基对数目碱基对间垂直距离（nm）碱基对与水平面倾角A－DNAB－DNAC－DNA右右右2.02.31.82.83.44.511109.30.2550.340.33220º0º7º很多研究证明，DNA不仅可以是双螺旋，也可以是三螺旋，还可以是各种各样甚至千奇百怪的折叠弯曲。第56页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五DNA双螺旋结构：DNA，双螺旋，正反向，互补链。AT2，GC3，配对时，靠氢键，十碱基，转一圈，螺距34点中间。碱基力和氢键，维持螺旋结构坚。第57页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五DNA的多螺旋结构---H-DNA第58页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五DNA的三级结构定义:DNA双螺旋的进一步扭曲或再次螺旋构成三级结构，超螺旋是三级结构的一种形式.

原核双链环状DNA（dcDNA）病毒单链环状DNA（scDNA）单链线性DNA（ssDNA）

第59页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五1.原核生物DNA的高级结构第60页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五2.DNA在真核生物细胞核内的组装真核生物染色体由DNA和蛋白质构成，其基本单位是核小体(nucleosome)。核小体的组成DNA：约200bp组蛋白：H1H2A，H2BH3H4第61页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五第62页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五真核细胞染色体的DNA念珠状（线形）三级结构第63页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五2A组蛋白H1

＋DNA60bp-----连接区组蛋白H2B34×2＝8聚体DNA145bp核小体串珠样结构（7倍）空心螺线管（6倍）超级螺线管（40倍）进一步螺旋盘旋染色单体（5倍）×6×1201.7米长的DNA双螺旋经8400倍压缩，生成46个染色单体（长约200nm的超螺旋结构）储存于细胞核中。真核生物－核小体－染色单体第64页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五第65页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五第66页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五第67页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五三、DNA的功能DNA的基本功能是以基因的形式荷载遗传信息，并作为基因复制和转录的模板。它是生命遗传的物质基础，也是个体生命活动的信息基础。又具有调控其他基因表达活性的功能。基因从结构上定义，是指DNA分子中的特定区段，其中的核苷酸排列顺序决定了基因的功能。第68页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五基因座等位基因复等位基因纯合杂合基因组第69页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五

第三节RNA的结构与功能StructureandFunctionofRNA第70页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五DNA和RNA的异同点相同点:1.都是由许多单核苷酸组成的多核苷酸链;2.核苷酸之间也是以3’,5’磷酸二酯键相连接,也具有方向性;第71页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五不同点:

1.RNA分子中的戊糖是核糖,DNA是脱氧核糖;2.RNA分子中的碱基组成是A,G,C,U;而DNA分子中是A,G,C,T3.RNA分子常常以单链形式存在,而DNA分子一般以双链形式存在;4.RNA分子要比DNA要小的多第72页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五RNA的种类、分布、功能第73页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五1、信使RNA的结构与功能

概况：

1)是合成蛋白质的模板,它种类多,含量少,仅占RNA总量的3-5%。mRNA的组成单位A，G，C，U4种碱基构成的4种单核苷酸，即AMP，GMP，CMP和UMP。它们按照一定的顺序通过磷酸二酯键相连形成的一条多核苷酸链。第74页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五2).真核生物的mRNA是由它的前体不均一核RNA(hnRNA)在细胞核内经过剪切而成并移位到细胞质中。成熟的mRNA由编码区和非编码区组成的。(编码区是指能够指导Pro生物合成的有用序列，而非编码区是指不能指导Pro生物合成的无用序列)第75页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五真核生物基因是断裂基因(splitegene)CABDIntron内含子ABCD为外显子,exon真核生物结构基因，由若干个编码区和非编码区互相间隔开但又连续镶嵌而成，去除非编码区再连接后，可翻译出由连续氨基酸组成的完整蛋白质，这些基因称为断裂基因。人类基因组计划(HGP)第76页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五hnRNA内含子(intron)mRNA*mRNA成熟过程

外显子(exon)目录第77页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五*mRNA结构特点1.大多数真核mRNA的5´末端有一个特殊的结构--帽子结构：7-甲基鸟苷三磷酸（m7GpppN）。2.大多数真核mRNA的3´末端有一个多聚腺苷酸(polyA)结构，称为多聚A尾。(长度多为40-200个左右)第78页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五帽子结构第79页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五mRNA核内向胞质的转位mRNA的稳定性维系翻译起始的调控帽子结构和多聚A尾的功能第80页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五3.真核生物mRNA的二级结构没有共同规律性,它本身可以多处折叠,形成局部双螺旋区或发夹结构;第81页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五

这种由单链自身折叠形成的结构称为茎环结构。茎环结构是各种RNA的共同的二级结构特征。第82页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五4.真核生物核内mRNA的初级转录本含有内含子,要经过一系列的加工,修饰及剪切,去除内含子,拼接外显子,变为成熟的mRNA.第83页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五Pop-upquestionin10seconds··真核生物mRNA加工过程中被剪切的片段是ExonIntron第84页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五*mRNA的功能把DNA所携带的遗传信息，按碱基互补配对原则，抄录并传送至核糖体，用以决定其合成蛋白质的氨基酸排列顺序。DNAmRNA蛋白转录翻译原核细胞细胞质细胞核DNA内含子外显子转录转录后剪接转运mRNAhnRNA翻译蛋白真核细胞第85页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五mRNA分子中每三个相邻的核苷酸组成一组，在Pr翻译合成时代表一个特定的AA，这种核苷酸三联体称为密码，又叫三联体密码或遗传密码。密码（coden）：64个密码①代表20种编码氨基酸（61个）②起始密码1个（AUG)③终止密码3个（UAA、UAG、UGA）6个密码的有：Leu、Arg、Ser4个密码的有：Val、Pro、Thr、Ala、Gly3个密码的有：Ile、Tyr2个密码的有：Phe、His、Cys、Lys、Glu、Gln、Asp、Asn1个密码的有：AUG（Met）、Trp第86页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五第87页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五tRNA的一级结构特点1.tRNA是分子最(70～90个核苷酸）2.含10~20%稀有碱基，如DHU,TΨ(假尿嘧啶)3.3´末端为—CCA-OH4.5´末端大多数为G2、转运RNA的结构与功能第88页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五N,N二甲基鸟嘌呤N6-异戊烯腺嘌呤双氢尿嘧啶4-巯尿嘧啶

稀有碱基第89页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五*tRNA的二级结构——三叶草形氨基酸臂

DHU环反密码环额外环

TΨC环氨基酸臂额外环第90页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五1)氨基酸接受茎:由3’端5-11位核苷酸与5’端1-7位核苷酸形成一个螺旋区2)DHU环:由8-12个核苷酸组成3)TΨ环:由7个核苷酸组成4)反密码环:由7个核苷酸组成,处于中间的3个碱基称为反密码子,与三联体密码相配对5)可变环(额外环):碱基种类和数量都高度可变,3~18个不等,富含稀有碱基.是RNA分类的重要指标第91页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五反密码环上有由三个碱基组成的反密码子，与mRNA上某个三联体密码反向作碱基互补，是准确合成多肽链的重要因素5’3’5’3’UACAUGTyrmRNA第92页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五*tRNA的三级结构——倒L形第93页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五tRNA的“倒L”型三级结构第94页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五

tRNA的功能活化、搬运氨基酸到核糖体，参与蛋白质的翻译。tRNATyr:可以和Tyr结合的tRNATyr-tRNATyr:结合了Tyr的tRNA第95页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五3、核蛋白体RNA的结构与功能核糖体RNA（ribosomalRNA，rRNA），是细胞内含量最多的RNA，约占RNA总量的80%以上。rRNA与核蛋白体蛋白共同构成核糖体（ribosome）rRNA的功能rRNA不能单独发挥作用，而必须先与多种蛋白质（核蛋白体蛋白）组装成核蛋白体（又称核糖体），才能成为多肽链合成的场所第96页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五rRNA的分子结构基本上都是由部分双螺旋与部分突环相间排列而成。16SrRNA二级结构第97页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五*rRNA的种类（根据沉降系数S）真核生物5SrRNA28SrRNA5.8SrRNA18SrRNA原核生物5SrRNA23SrRNA16SrRNA颗粒在单位离心力场中粒子移动的速度。第98页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五第99页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五核蛋白体的组成原核生物（以大肠杆菌为例）真核生物（以小鼠肝为例）小亚基30S40SrRNA16S1542个核苷酸18S1874个核苷酸蛋白质21种占总重量的40%33种占总重量的50%大亚基50S60SrRNA23S5S2940个核苷酸120个核苷酸28S5.85S5S4718个核苷酸160个核苷酸120个核苷酸蛋白质31种占总重量的30%49种占总重量的35%第100页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五4、其他小分子RNA及RNA组学除了上述三种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(smallnon-messengerRNAs,snmRNAs)。

snmRNAs第101页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五snmRNAs的种类核内小RNA核仁小RNA胞质小RNA催化性小RNA（核酶：ribozyme）小片段干扰RNA（SiRNA）

snmRNAs的功能参与hnRNA和rRNA的加工和转运以及基因的表达调控。第102页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五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。RNA组学第103页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五核酸的理化性质、变性和复性及其应用ThePhysicalandChemicalCharactersofNucleicAcid第四节目录第104页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五一、核酸的一般理化性质1、为两性电解质，通常表现为酸性(P)。2、DNA粘度大，RNA粘度小（分子大小不同）。3、DNA和RNA均微溶于水，不溶于有机溶剂。4、紫外吸收:核酸在紫外波260nm有一最大吸收峰(是由碱基的共轭双键决定的)。这一特性常被用于对核酸进行定性定量分析.

第105页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五第106页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五核酸的紫外吸收峰天然DNA变性DNA纯DNA为1.8纯RNA为2.0所以用这一方法可以检测样品是否是纯品OD260OD280第107页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五Absorptionspectraofthecommonnucleotides.第108页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五二、DNA的变性(denaturation)定义：在某些理化因素作用下，DNA双链解开成两条单链的过程。方法：过量酸，碱，加热，变性试剂如尿素、酰胺以及某些有机溶剂如乙醇、丙酮等。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 生物活性丧失目录第109页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五DNA变性的本质是双链间氢键的断裂第110页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五第111页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五例：变性引起紫外吸收值的改变增色效应(hyperchromiceffect)：DNA变性时其溶液e(p)值增高的现象。目录DNA的紫外吸收光谱第112页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五机理

DNA变性时，双链分开，碱基暴露，故对紫外光吸收增加；DNA变性程度越大，A260升高越显著，故A260可作为DNA变性程度的指标。A260有以下情形：单核苷酸>单链DNA>双链DNA第113页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五热变性解链曲线：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。目录第114页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五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，又称融解温度(meltingtemperature,Tm)。其大小与G+C含量成正比。目录第115页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五爆发式：热变性是在变性温度范围内突发的跃变过程，很像结晶达到熔点时的熔化现象，故名熔解温度狭窄性：变性温度范围很小变性温度的特点第116页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五某些DNA的Tm值第117页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五DNA的Tm值大小与下列因素有关：（１）DNA的均一性

均一性愈高的样品，熔解过程愈是发生在一个很小的温度范围内。（２）G—C之含量

G—C含量越高，Tm值越高，成正比关系，这是G—C对比A—-T对更为稳定的缘故。所以测定Tm值可推算出G—C对的含量。其经验公式为：G—C（％）＝（Tm－69.3）×2.44第118页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五（３）介质中的离子强度

一般说来，在离子强度较低的介质中，DNA的熔解温度较低，熔解温度的范围也较窄。而在较高的离子强度的介质中，情况则相反。所以DNA制品应保存在较高浓度的缓冲液中或溶液中，故常在1mol／L的NaCl中保存。

RNA分子中有局部的双螺旋区，所以RNA也可发生变性，但Tm值较低，变性曲线也不那么陡。第119页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五三、DNA的复性与分子杂交

DNA复性(renaturation)的定义在适当条件下，变性DNA的两条互补链可恢复天然的双螺旋构象，这一现象称为复性。热变性的DNA经缓慢冷却后即可复性(不能骤降)，这一过程称为退火(annealing)

。目录第120页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五第121页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五第122页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五第123页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五在DNA变性后的复性过程中，如果将不同种类的DNA单链分子或RNA分子放在同一溶液中，只要两种单链分子之间存在着一定程度的碱基配对关系，在适宜的条件（温度及离子强度）下，就可以在不同的分子间形成杂化双链(heteroduplex)。这种杂化双链可以在不同的DNA与DNA之间形成，也可以在DNA和RNA分子间或者RNA与RNA分子间形成。这种现象称为核酸分子杂交。核酸分子杂交(hybridization)第124页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五核酸分子杂交第125页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五DNA-DNA杂交双链分子变性复性不同来源的DNA分子第126页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五第127页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五核酸分子杂交的应用定两种核酸分子间的序列相似性检测某些专一序列在待检样品中存在与否(探针)是基因芯片技术的基础第128页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五第三节核酸的分离与含量测定一.核酸的提取、分离和纯化核酸制备的原则核酸制备中共同需要注意的问题是防止核酸的降解和变性，要制备天然状态的核酸，必须采用温和的条件，防止过酸、过碱、避免剧烈搅拌，尤其重要的是防止核酸酶的作用。第129页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五一、DNA的分离

1.浓盐法：SDS-浓盐buffer破碎细胞离心，取上清加水，使DNP沉淀酚/氯仿去蛋白，纯化第130页，共137页，2022年，5月20日，3点40分，星期五一、DNA的分离

2. STMT法：基本原理:

首先用STMT处理血液样品,导致白细胞和红细胞膜破裂,收集白细胞的细胞核,加入SDS使核膜破裂后,用蛋白酶K使核蛋白降解下来,经苯酚去除蛋白质,无水乙醇沉淀D