西南生物-课件核酸化学

第三章

核酸化学NucleicAcidchemistry核酸化学主要内容：介绍核酸的分类和化学组成，重点讨论DNA和RNA的结构特征，初步认识核酸的结构与其功能的相关性；介绍核酸的主要理化性质及人类基因组计划。核酸的研究历史和重要性核酸的类别、细胞分布及功能核酸的分子组成核酸的结构核酸的重要理化性质人类基因组计划简介核酸化学核酸的研究历史和重要性1869年，密斯克从脓细胞的细胞核中分离出了一种含磷酸的有机物，当时称为核素，后称为核酸（nuceicacid）。1879年Kossel经过10年的努力,搞清除核质中有四种不同的组成部分:A,T,C和G；1889年Altman建议将“核质”改名为“核酸”,因为已经认识到“核质”乃“核酸”与蛋白质的复合体。1944年，Avery等通过肺炎球菌转化试验证明DNA是遗传物质。1953年，沃森和克里克提出DNA结构的双螺旋模型。1958年，克里克提出遗传信息传递的中心法则。70年代，建立DNA重组技术。80年代后，分子生物学、分子遗传学等学科突飞猛进发展，实施人类基因组计划（HGP）。2001年后进入后基因组计划。二、核酸的种类、分布以及功能核酸的类别及分布核糖核酸（RNA）(ribonucleicacid)脱氧核糖核酸（DNA）（dioxyribonucleicacid)核酸信使RNA（mRNA）messenger核糖RNA（rRNA）ribosemal转移RNA（tRNA）transfer线粒体（mtDNA）叶绿体（cnDNA）质体DNA双链DNA真核：主要在细胞核内原核：在核区；是染色体组成成分主要分布在细胞质，少量在细胞核核不均一RNA（hnRNA）、核内小RNA（snRNA）、核仁小RNA、反义RNA（asRNA）等。

核酸的功能1）DNA功能：是生物遗传信息的载体，决定生物的遗传、变异、生长、繁殖等，DNA本身就是遗传物质，对RNA病毒而言，RNA是遗传物质。下面两个实验证实这个功能：肺炎球菌转化实验烟草花叶病毒实验噬菌体感染实验肺炎球菌转化实验烟草花叶病毒实验1952年，A.D.Hershey和M.Chase—噬菌体感染实验2）RNA的功能：

核心功能是控制蛋白质合成，是遗传信息由DNA向蛋白质的中心传递体。

mRNA：蛋白质合成的模板，rRNA：是核糖体的组成成分，而核糖体是蛋白质合成场所。tRNA：在蛋白质合成过程中转运氨基酸。RNA的分类细胞核和胞液

线粒体

功能

核蛋白体RNArRNAmttRNA核蛋白体组成成分

信使RNAmRNAmtmRNA蛋白质合成模板

转运RNAtRNAmttRNA转运氨基酸

核不均一RNAhnRNA成熟mRNA的前体

核内小RNAsnRNA参与hnRNA的剪接、转运

胞质小RNAscRNA/7SL-RNA蛋白质内质网定位合成的信号识别体的组成成分

注：原核细胞不含后3种RNA三、核酸的化学组成核酸的元素组成及核酸的降解2.核酸的基本组成单位——核苷酸⑴基本碱基的结构和命名⑵核糖的结构⑶核苷及脱氧核苷的结构⑷核苷酸的结构⑸稀有核苷酸及核苷酸衍生物一、元素组成

组成核酸的元素有C、H、O、N、P等，与蛋白质比较，其组成上有两个特点：一是核酸一般不含元素S，二是核酸中P元素的含量较多并且恒定，约占9～11%。因此，核酸定量测定的经典方法，是以测定P含量来代表核酸量。核酸nucleicacid核苷酸nucleotide核苷nucleoside磷酸phosphate嘌呤碱purinebase

或嘧啶碱pyrimidinebase（碱基base）核糖ribose或脱氧核糖deoxyribose

（戊糖amylsugar）核酸的分子组成

完全降解：DNA（RNA）强酸或强碱完全降解磷酸、戊糖、碱基DNA磷酸ß-D-2-脱氧核糖碱基腺嘌呤鸟嘌呤胞嘧啶胸腺嘧啶分布降解（酶解）：RNA磷酸ß-D-核糖碱基腺嘌呤鸟嘌呤胞嘧啶尿嘧啶磷酸核苷碱基戊糖核酸核苷酸核酸酶核酸的降解方法核酸降解化学降解法酶降解法酸降解法碱降解法核糖核酸降解（RNA）脱氧核糖核酸降解（DNA）⑴化学降解法0.3mol/LNaOH

37℃,16h2´－核苷酸3´－核苷酸RNA

酸法降解：不同浓度下产生不同产物。

碱降解法：（DNA不能被碱降解）⑵酶降解法从多核苷酸链某末端开始，逐个水解下核苷酸。

作用位点在多核苷酸链内部特殊位置上，生成特殊片段。

具有很强的碱基序列专一性，作用时识别碱基序列。核酸酶核酸外切酶：核酸内切酶：限制性内切酶：牛脾磷酸二酯酶（SPDase）:

RNA和DNA

RNA5´OH－ApCpGpUpUpApGp3´产物：Ap，Cp，Gp，Up等（3´－单核苷酸）

核酸外切酶：

核酸内切酶：核糖核酸酶T1(RNaseT1):

底物－－RNA5´－ApCpGpCpApUpGpCpCpAp－3´－ApCpGp，CpApUpGp，CpCpAp－

常用的DNA限制性内切酶的专一性酶辨认的序列和切口说明‥‥AGCT‥‥‥‥TCGA‥‥‥‥GGATCC‥‥‥‥CCTAGG‥‥‥‥AGATCT‥‥‥‥TCTAGA‥‥‥‥GAATTC‥‥‥‥CTTAAG‥‥‥‥AAGCTT‥‥‥‥TTCGAA‥‥‥‥GTCGAC‥‥‥‥CAGCTG‥‥‥‥CCCGGG‥‥‥‥GGGCCC‥‥BamHIAluIBglIEcoRIHindⅢSalISmaI四核苷酸，平端切口六核苷酸，平端切口六核苷酸，粘端切口六核苷酸，粘端切口六核苷酸，粘端切口六核苷酸，粘端切口六核苷酸，粘端切口限制性内切酶的命名和意义EcoRI序号属名种名株名例：EcoRI是从大肠杆菌（Ecoli）R菌珠中分离出的一种限制性内切酶。

限制性内切酶是分析染色体结构、制作DNA限制图谱、进行DNA序列测定和基因分离、基因体外重组等研究中不可缺少的工具，是一把天赐的神刀，用来解剖纤细的DNA分子。核酸的基本组成单位—核苷酸1、碱基的结构和命名：核苷酸中的碱基均为含氮杂环化合物，它们分别属于嘌呤衍生物和嘧啶衍生物。核苷酸中的嘌呤碱(purine)主要是鸟嘌呤(guanine,G)和腺嘌呤(adenine,A)，嘧啶碱(pyrimidine)主要是胞嘧啶(cytosine,C)、尿嘧啶(uracil,U)和胸腺嘧啶(thymine,T)。

核酸中五种碱基中的酮基和氨基，均位于碱基环中氮原子的邻位，可以发生酮式一烯醇式或氨基、亚氨基之间的结构互变。这种互变异构在基因的突变和生物的进化中具有重要作用。

有些核酸中还含有修饰碱基(modifiedcomponent)或稀有碱基（unusualcomponent），这些碱基大多是在上述嘌呤或嘧啶碱的不同部位被甲基化(methylation)或进行其它的化学修饰而形成的衍生物。一般这些碱基在核酸中的含量稀少，在各种类型核酸中的分布也不均一。DNA中的修饰碱基主要见于噬菌体DNA，如5-甲基胞嘧啶(m5C)，5-羟甲基胞嘧啶hm5C；RNA中以tRNA含修饰碱基最多，如1-甲基腺嘌呤(m1A)，2，2一二甲基鸟嘌呤(m22G)和5，6-二氢尿嘧啶(DHU)等。

嘌呤和嘧啶环中含有共轭双键，对260nm左右波长的紫外光有较强的吸收。碱基的这一特性常被用来对碱基、核苷、核苷酸和核酸进行定性和定量分析.

2、戊糖

核酸中的戊糖有核糖(ribose)和脱氧核糖(deoxyribose)两种，分别存在于核糖核苷酸和脱氧核糖核苷酸中。DNA所含的糖为β-D-2-脱氧核糖；RNA所含的糖则为β-D-核糖。为了与碱基标号相区别，通常将戊糖的C原子编号都加上“′”，如C1′表示糖的第一位碳原子。核糖的结构如下：

3、核苷戊糖与嘧啶或嘌呤碱以糖苷键连接就称为核苷，通常是戊糖的C1′与嘧啶碱的N1或嘌呤碱的N9相连接。四种核苷AdenosineGuanosineCytidineUridine4、核苷酸及其衍生物的结构（1）、核苷酸的结构式如下图（2）、脱氧核苷酸的结构如下图所示：

核苷酸=核苷+磷酸（3）、（脱氧）核苷二磷酸、（脱氧）核苷三磷酸、双脱氧核苷酸的结构ADP、ATP是生物体中重要的能量转换体。ddNTP在DNA的序列测定中使用。（4）、环化核苷酸cAMP、cGMP：被称为第二信使，有放大激素的作用。（5）、辅酶：NAD+、NADP+、FAD、FMN、HSC0A是核酸的衍生物，在物质代谢和能量代谢中起重要作用。

cAMP

cGMP6.肌苷酸及鸟苷酸(强力味精)IMPGMP7、多聚核苷酸（核酸）

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。5’5’3’3’四、核酸的结构1.DNA的结构DNA的一级结构DNA的二级结构DNA的三级结构2.RNA的结构RNA的一级结构RNA的二级结构1.DNA的结构一、DNA的一级结构概念：DNA分子中各脱氧核苷酸之间的连接方式和排列顺序，也被称为碱基序列。不同的DNA分子（或片段）其一级结构不同，即脱氧核苷酸排列顺序不同，也就是碱基排列顺序不同，因此携带有不同的遗传信息。意义：遗传信息基本结构单位：脱氧核糖核苷酸连接键：3’-5’

磷酸二酯键书写及阅读方向：5’3’DNA一级结构表示方式TUOHOHOHOHDNARNA5′PdAPdCPdGPdTOH3′5′PAPCPGPUOH′或5′ACGTGCGT3′5′ACGUAUGU3′

ACGTGCGTACGUAUGU线条式字母式5’3’OH5’3’OH结构式真核生物DNA一级结构（基因组）的特点基因组：一个生物所含的全部基因。1.真核生物基因组DNA与蛋白质结合形成染色体，储存于细胞核内，除配子细胞外，体细胞内的基因组是双份的(即双倍体，diploid)，即有两份同源的基因组。2.真核细胞基因转录产物为单顺反子(monocistron)，即一个结构基因转录、翻译成一个mRNA分子，一条多肽链。3.

重复序列高度重复序列中度重复序列单一序列在整个DNA中有许多重复出现的核苷酸顺序，重复序列长度可长可短，短的仅含两个核苷酸，长的多达数百、乃至上千。重复频率也不尽相同：

（1）高度重复序列：重复频率可达106次，约5-100bp，这种序列G—C含量高于DNA的其它结构，因此在氯化铯密度梯度离心时，常在DNA的主峰旁显示一个小峰，此小峰称为卫星峰，故将这部分DNA称为卫星DNA。（2）中度重复序列：重复频率可达103～104次，长度约100-300bp，rRNA基因、tRNA基因、组蛋白基因等，大多为中度重复序列。此外在这类重复序列中，还有一类可移动的片段，称为逆转座子（retroposon），它们可能在进化过程中发挥重要作用。（3）单拷贝或低度重复序列：指在整个基因组中只出现一次或很少几次的核苷酸序列。在真核细胞中，除组蛋白以外，其它所有蛋白质都是由DNA中这种单拷贝序列决定的。这种序列大小不等，每一个顺序决定一个蛋白质的结构，称之为结构基因。在人基因组中占约60～65%，因此所含信息量最大。4.间隔序列：基因组中不编码任何蛋白质或RNA的核苷酸序列。5.插入序列：基因（断裂基因）内不编码蛋白质的核苷酸序列。内含子(intron)：真核生物结构基因的内部存在许多不编码蛋白质的间隔序列(interveningsequences)。外显子(exon)：编码蛋白质的区域。

6.基因组远大于原核生物的基因组。

原核生物基因组结构特点1.基因组较小，没有核膜包裹，且形式多样，如病毒基因组可能是DNA，也可能是RNA，可能是单链的，也可能是双链的，可能是闭环分子，也可能是线性分子；

基因1间隔顺序基因2

基因片段插入顺序基因片段外显子外显子内含子细菌染色体基因组则常为环状双链DNA分子，并与其中央的RNA和支架蛋白构成一致密的区域，称为类核(nucleoid)。

2.功能相关的结构基因常常串连在一起，并转录在同一个mRNA分子中，称为多顺反子mRNA(polycistronicmRNA)，然后再加工成各种蛋白质的模板mRNA。3.DNA分子绝大部分用于编码蛋白质，不编码部分(又称间隔区)通常包含控制基因表达的顺序。例如，噬菌体ψX174中只有5%是非编码区。4.基因重叠是病毒基因组的结构特点，即同一段DNA片段能够编码两种甚至三种蛋白质分子。5.除真核细胞病毒外，基因是连续的，即不含内含子序列。

二、DNA的二级结构DNA双螺旋的主要依据DNA双螺旋结构（Wastson-Crick

模型）特征及意义DNA双螺旋的多态性某些其他DNA螺旋结构

DNA回文结构、三股螺旋1.双螺旋结构的主要依据（1）Wilkins和Franklin发现不同来源的DNA纤维具有相似的X射线衍射图谱。（2）电位滴定证明，嘌呤与嘧啶的可解离基团由氢键连接。（3）Chargaff应用紫外分光光度法结合纸层析等简单技术，对多种生物DNA作碱基定量分析，发现DNA中A与

T、C与G的数目相等。后Pauling和Corey发现A

与T生成2个氢键、C与G生成3个氢键。如下规律：不同生物来源的DNA四种碱基比例关系DNA来源ATGC（A+T）/（G+C）大肠杆菌25.424.824.125.71.01小麦27.327.122.822.71.21鼠28.628.421.421.51.33猪：肝29.429.720.520.51.43胸腺30.028.920.420.7脾29.629.220.420.8酵母31.332.918.717.51.079Chargaff定律：A+G=C+T;A+C=G+T

A=T,G=C2.DNA双螺旋结构及特征意义1953年，Watson

和Crick

提出。DNA双螺旋模型特点1.两条反向平行的多核苷酸链围绕同一中心轴相互缠绕2.嘌呤和嘧啶碱位于双螺旋的内侧.磷酸和核糖在外侧,彼此通过3‘,5’-磷酸二酯键相连接,形成DNA分子的骨架.碱基平面与纵轴平行.多核苷酸的方向取决于核苷酸间磷酸二酯键的走向。习惯上以5‘——3’为正向。两条链均为右手螺旋。2.0nm小沟大沟3.双螺旋的平均直径为２nm,两个相邻的碱基堆积距离为0.34nm,两个核苷酸之间的夹角为36°.因此,沿中心轴旋转一周有10个核苷酸.每一转的高度(即螺距)为3.4nm。4.两条核苷酸链依靠彼此碱基之间形成的氢键相联系而结合在一起.

碱基互补配对。5.螺旋表面形成大沟和小沟，彼此相间排列。小沟较浅；大沟较深，是蛋白质识别DNA碱基序列的基础。2.0nm小沟大沟碱基互补配对原则DNA的双螺旋结构稳定因素氢键碱基堆积力（主要作用力）磷酸基团上负电荷被胞内组蛋白或正离子中和（离子键）碱基处于疏水环境中（疏水作用力）二级结构（双螺旋）小结（B-DNA）反向平行双链：脱氧核糖-磷酸骨架位于外侧，碱基对位于内侧。碱基互补配对：AT配对（两个氢键），GC配对（三个氢键）；碱基对平面垂直纵轴。右手双螺旋：螺距3.4nm，直径2.0nm，10bp/圈。表面功能区：小沟较浅；大沟较深，是蛋白质识别DNA碱基序列的基础。维持结构稳定的力量：氢键（横向稳定性），碱基堆积力（纵向稳定性—最重要），离子键，疏水环境。DNA的双螺旋结构的意义

该模型揭示了DNA作为遗传物质的稳定性特征，最有价值的是确认了碱基配对原则，这是DNA复制、转录和反转录的分子基础，亦是遗传信息传递和表达的分子基础。该模型的提出是上世纪生命科学的重大突破之一，它奠定了生物化学和分子生物学乃至整个生命科学飞速发展的基石。DNA双螺旋的多态性(1)B-DNA螺旋：标准的

Watson,Crick双螺旋，细胞正常状态下DNA存在的构型。(2)A-DNA螺旋：DNA在75%相对湿度的钠盐中的构型。(3)C-DNA螺旋：DNA在66%相对湿度的锂盐中的构型。(4)Z-DNA螺旋：左手的DNA螺旋，这种螺旋可能在基因表达或遗传重组中起作用。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－DNAZ－DNA右右左2.32.01.82.83.44.51110120.2550.340.2720º0º7ºDNA双螺旋的几种构象(1).回文序列

所谓回文序列就是指DNA某一片段旋转180.后,顺序不变的序列,回文序列中的单链可形成发夹结构.双链可形成十字架结构。这种发夹结构或十字架结构在大肠杆菌细胞DNA中已有发现.⒉与DNA碱基顺序相关的特殊二级结构:

(2).镜象结构所谓镜象结构就是指DNA某一片段在一条链上出现颠倒重复的序列.（3）多嘌呤-多嘧啶的镜象序列可形成三螺旋结构(H-螺旋或Hoogsteen螺旋):该螺旋常处在许多真核细胞基因的表达调节区.可能与基因表达的调节有关.4.四链DNA：可能存在于真核细胞染色

体的端粒中。

3.DNA的三级结构在细胞内，由于DNA分子与其他分子（主要是蛋白质）的相互作用，使DNA双螺旋进一步扭曲形成的高级结构。超螺旋染色体（chromosome)病毒(virus)DNA超螺旋结构的形成大多数的原核生物：共价封闭的环状双螺旋分子。DNA的超螺旋结构：双螺旋基础上的螺旋化。（1）正超螺旋：盘绕方向与双螺旋方向相同。（2）负超螺旋：盘绕方向与双螺旋方向相反。DNA在真核细胞核内的组装核小体：由DNA和组蛋白构成。（1）组蛋白核心

H2A、H2B、H3、H4(2)DNA：以负超螺旋缠绕在组蛋白核心上。（3）H1组蛋白在核小体之间。核小体结构如图所示:多级螺旋模型压缩倍数76405（8400）

DNA→核小体→螺线管→超螺线管→染色单体

2nm10nm30(10)nm400nm2~10μm

一级包装二级包装三级包装四级包装动物病毒切面模式图

被膜（脂蛋白、碳水化合物）衣壳（蛋白质）核酸突起（糖蛋白）病毒粒（DNA或RNA）

2.RNA的分子结构1.RNA一级结构及高级结构的概念2.rRNA的分子结构3.tRNA的分子结构4.mRNA的分子结构一、结构特点碱基组成A、G、C、U（A＝U/G≡C）稀有碱基较多，稳定性较差，易水解多为单链结构，少数局部形成螺旋分子较小分类mRNA（hnRNA核不均一RNA）tRNArRNA（snRNA/asRNA）少数RNA病毒1.RNA一级结构及高级结构的概念

(一)

RNA的一级结构：

组成RNA的核苷酸按特定序列通过3‘,5’—磷酸二酯键连接和排列顺序的线性结构。OHOHOH（二）RNA高级结构：单链RNA自行盘绕形成局部双螺旋的多“茎”多“环”结构，螺旋部分称为“茎”或“臂”非螺旋部分称为“环”，在螺旋区，A与U配对，G与C配对。rRNA占RNA总量的80％原核生物真核生物核糖体rRNA核糖体rRNA30s70s50s16s5s、23s40s80s60s18s5s、5.8s、28stRNA占RNA总量的15％一种氨基酸对应至少一种tRNA分子量25kd左右，大约由70－90个核苷酸组成，沉降系数为4S左右。碱基组成中有较多的稀有碱基分子中含有较多的修饰成分。3‘-末端都具有CpCpAOH的结构。用来接受活化的氨基酸5‘末端为pGtRNA的二级结构：三叶草形状RNA三叶草型的二级结构可分为：(四臂四环）氨基酸接受区、反密码区、二氢尿嘧啶区、

TΨC区和可变区。每个区都含有一个突环和一个臂。

酵母tRNAAla

的二级结构DHU环反密码子反密码环氨基酸臂可变环TψC环IGCAAlaCC3´5´识别氨酰tRNA合成酶反密码子与密码子配对决定氨基酸种类识别核糖体分类的重要指标氨基酸接受区（三

）tRNA的

三级结构：倒“L”形，所有的tRNA折叠后形成大小相似及三维构象相似的三级结构，这有利于携带的氨基酸的tRNA进入核糖体的特定部位。如图所示：氨基酸接受区：tRNA3´CCA-OH+HOOC-CH-NH2RtRNACCA-O-OC-CH-NH2RH2OtRNA的三级结构tRNA的功能：活化、转运氨基酸到核糖体，参与蛋白质的翻译。1、分子较小，含较多的稀有碱基和非标准碱基配对2、5’端一般为鸟嘌呤核苷酸，3’端为CCA-OH3’。3、二级结构为“三叶草”型（cloverleafpattern）小结反密码环：反密码环中部的三个碱基可以与mRNA的三联体密码形成碱基互补配对，解读遗传密码，称为反密码子（anticodon）。I(次黄嘌呤核苷酸)常出现于反密码子中。氨基酸臂：3`末端的CCA-OH3`单链用于连接该tRNA转运的氨基酸。二氢尿嘧啶环（DHU）：识别氨酰-tRNA合成酶TΨC环：识别核蛋白体（核糖体）4、“倒L”型三级结构mRNA

细胞总RNA的3％～5％，种类多，分子大小不定不稳定，半衰期短。原核生物mRNA特征：先导区+翻译区（多顺反子）+末端序列顺反子-是由顺反试验所规定的遗传单位，相当于一个蛋白质基因。5´3´顺反子顺反子顺反子插入顺序插入顺序先导区末端顺序

5´端先导区：典型序列为5´－AGGAGGU（SD序列），多顺反子，代谢快。

MS2的mRNA结构示意图

5´3´

先导区A蛋白间隔外壳蛋白间隔复制酶末端序列序列序列序列序列真核生物mRNA的特征：

真核细胞mRNA的3‘-末端有一段长达200个核苷酸左右的聚腺苷酸(polyA)，称为“尾结构”，5’-末端有一个甲基化的鸟苷酸，称为”帽结构“。帽子+单顺反子+尾巴其他小分子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),或非编码蛋白质的RNA(non-codingRNA,ncRNA)

。

种类：核内小RNA；核仁小RNA；胞质小RNA；催化性小RNA；小片段干涉RNA。功能：参与hnRNA和rRNA的加工和转运。ncRNA在在基因表达以及应激信号传导等方面起着重要的调节作用。因此，有人也将其称为调节RNA（regulatoryRNA）。

小片段干扰RNA（siRNA；又称“引导RNAs”，guideRNAs）：一些小的双链RNA可以高效、特异的阻断体内特定基因表达，促使mRNA降解，诱使细胞表现出特定基因缺失的表型，称为RNA干扰（RNAinterference，RNAi，也译作RNA干预或干涉）。它是体内抵御外在感染的一种重要保护机制。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。

核酸的重要理化性质

1.核酸的一般性质2.核酸的两性解离性质3.核酸的紫外吸收性质特性4.核酸的变性、复性和分子杂交一.物理性质1、性状：RNA及其组分核苷酸、核苷、嘌呤碱、嘧啶碱的纯品都呈白色的粉末或结晶；DNA则为疏松的石棉一样的纤维状固体。2、溶解性：RNA和DNA都是极性的化合物，一般说来，这些化合物都微溶于水，不溶于乙醇、乙醚、氯仿等有机溶剂。它们的钠盐易溶于水。3、粘性：核酸的水溶液粘度很大，粘度DNA大于RNA。核酸变性后，粘度下降。

DNP（DNA－蛋白）不溶(0.14mol/LNaCl)RNP（RNA－蛋白）溶

DNPPH=4.2溶解度最小

RNPPH=2~2.5溶解度最小

DNA50％乙醇沉淀

RNA75％乙醇沉淀

⑶重要颜色反应D-核糖（RNA）＋地衣酚绿色化合物浓盐酸，加热D-脱氧核糖（DNA）＋二苯胺蓝紫色化合物H+,加热二、核酸的两性电离与等电点

核酸的磷酸基具有酸性，碱基具有碱性，因此，核酸具有两性电离的性质。但核酸中磷酸基的酸性大于碱基的碱性，其等电点偏酸性。

DNA的pI约为4-5，

RNA的pI约为2.0-2.5，在pH7-8电泳时泳向正极。3.核酸的紫外吸收性质（定性定量）

碱基具有共轭双键，因此碱基、核苷、核苷酸和核酸在240～260nm（λmax=260nm

）的紫外波段均有强烈的光吸收。大于1.8，RNA污染杂蛋白或苯酚：明显降低A260/A280的比值OD260的应用DNA、RNA定量：OD260＝1.0相当于50微克/毫升双链DNA40微克/毫升单链DNA(或RNA)20微克/毫升寡核苷酸纯DNA：A260/A280=1.8纯RNA：A260/A280=2.0

判断核酸样品的纯度：减色效应——变性核酸在一定条件下复性时260nm紫外吸收减少的现象。（低色效应）增色效应——核酸变性（或降解）引起260nm紫外吸收增加的现象。（高色效应）*增色效应和减色效应DNA的变性、复性与分子杂交DNA变性(denaturation)——DNA在变性因素作用下，分子中氢键断裂，双螺旋解开，分子由双螺旋结构转变成单链无规线团的现象。变性因素：超声波、高温、强酸、强碱、有机溶剂、尿素、酰胺等。DNA的变性过程加热部分双螺旋解开无规则线团链内碱基配对核酸变性的本质：双链间氢键的断裂。变性DNA的特征（1）、溶液粘度降低DNA双螺旋是紧密的刚性结构，变性后转化成柔软而松散的无规则单股线性结构，因此粘度明显下降。（2）、旋光性发生变化变性后整个DNA分子的对称性及分子构型改变，使DNA溶液的旋光性发生变化。（3）、紫外吸收增强

增色效应(hyperchromiceffect)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。

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型如图所示。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,meltingtemperature)。在Tm时，核酸分子内50%的双螺旋结构被破坏。热变性G-C含量：Tm与G-C含量成正比。(G+C)%=(Tm－69.3)×2.44DNA所处的溶液条件：离子强度低，Tm低且范围较宽；离子强度高，Tm高且范围较窄。

DNA越长，Tm越高，越纯，相变范围越小。大肠杆菌DNA在不同浓度KCl溶液下的熔融温度曲线影响Tm值的主要因素：DNA的热变性与复性(renaturation)复性—指经加热变性的DNA在适当条件下，二条互补链全部或部分恢复到天然双螺旋结构的现象，它是变性的一种逆转过程。退火—热变性DNA一般经缓慢冷却后即可复性，此过程称之为

(annealing)。这一术语也用以描述杂交核酸分子的形成(见后)。复性DNA复性的影响因素1、温度和时间：一般认为比Tm低25℃左右的温度是复性的最佳条件，越远离此温度，复性速度就越慢。2、DNA浓度：溶液中DNA分子越多，相互碰撞结合的机会越大，有利于复性。3、DNA顺序的复杂性

DNA的变性和复性原理，现已在医学和生命科学上得到广泛的应用。如核酸杂交与探针技术，聚合酶链反应(polymerasechainreaction,PCR)技术等。分子杂交在退火条件下，DNA单链与在某些区域有互补序列的异源DNA单链或RNA链形成双螺旋结构的过程。这样形成的新分子称为杂交DNA分子。核酸的杂交在分子生物学