多聚核苷酸与核酸

多聚核苷酸与核酸第一页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六核酸的分类及分布存在于细胞核和线粒体分布于细胞核、细胞质、线粒体(deoxyribonucleicacid,DNA)(ribonucleicacid,RNA)脱氧核糖核酸

核糖核酸携带遗传信息，并通过复制传递给下一代。是DNA转录的产物，参与遗传信息的复制与表达。某些病毒RNA也可作为遗传信息的载体第二页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六1953年：Watson和Crick提出DNA双螺旋结构模型（1962年获诺贝尔奖），分子生物学时期的标志。

第三页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六多聚核苷酸（Polynucleotides）

多聚核苷酸是核苷酸通过3，5-磷酸二酯键连接的聚合物，是核酸分子中的基本形式。第四页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六核酸分子结构与功能一、核酸的分子结构与功能

核聚苷酸分子结构

DNA分子结构

RNA分子结构二、核酸的理化性质与研究技术第五页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六第一节多聚核苷酸Polynucleotides第六页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六5´端3´端CGA3,5-磷酸二酯键多聚核苷酸链方向性

一、多聚核苷酸的结构

核苷酸的多聚物5末端：磷酸3末端：羟基链延长：5→3第七页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六

核酸的一级结构：

核酸中核苷酸的排列顺序核苷酸间的差异主要是碱基不同，也称为碱基排列顺序。即碱基序列。第八页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六AGP5PTPGPCPTPOH3书写方法5pApCpTpGpCpT-OH

35

ACTGCT

3目录第九页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六核酸分子大小表示法:

单链DNA或RNA:碱基数目,base,kilobase.

双链DNA或RNA:碱基对数目,basepair(bp)kilobasepair(kb)

小的核酸片段(<50bp),称为寡核苷酸(nt)第十页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六二、多聚核苷酸细胞内合成：DNA：单链核酸为模板，DNA聚合酶催化。RNA：单链核酸为模板，RNA聚合酶催化。三、多聚核苷酸体外合成：1.PCR（DNA聚合酶链反应）：

模板指导，DNA引物上进行的链延长。解链(升温)→聚合(降温)→链延长(恒温)2.亚磷酸酰胺三酯方法：DNA自动合成仪不需模板、引物，合成寡核苷酸引物和探针3.体外转录体系：无细胞模仿体内转录，生成RNA

需要模板、RNA聚合酶。第十一页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六亚磷酰胺DMT：5’-OH保护剂，二甲氧基三笨甲基TCA第十二页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六第十三页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六第二节DNA的结构和功能TheThreeDimensionalStructureofDNA

第十四页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六DNA的空间结构又分为二级结构(secondarystructure)和高级结构。DNA的空间结构(spatialstructure)构成DNA的所有原子在三维空间具有确定的相对位置关系。第十五页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六一、DNA的二级结构是双螺旋结构第十六页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六（一）Waston和Crick提出DNA双螺旋结构模型

碱基组成分析[A]=

[T]、[G]

[C]

不同生物碱基组成不同

同生物、不同组织碱基组成相同目录模型理论基础：hargaff规则获得了高质量的DNA分子的X射线衍射照片。第十七页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六DNA双螺旋结构模型要点（Watson,Crick,1953）1.反向平行、右手螺旋的双链结构：

两条相互平行、走向相反的脱氧核苷酸链组成围绕同一个螺旋轴形成右手螺旋

双螺旋结构的直径为2.37nm，螺距为3.54nm目录3.54nm

第十八页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六

亲水性的脱氧核糖-磷酸为骨架位于双链的外侧。疏水性的碱基位于双链的内侧。第十九页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六

碱基垂直螺旋轴与对側碱基形成氢键配对（互补配对形式：A=T;GC）。目录2.DNA双链之间形成了互补碱基对第二十页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六

碱基互补配对:胞嘧啶/鸟嘌呤

第二十一页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六碱基互补配对:胸腺嘧啶/腺嘌呤第二十二页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六第二十三页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六大沟与小沟第二十四页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六大沟与小沟第二十五页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六目录横向结构稳定：互补碱基对的氢键维系DNA横向结构的稳定。纵向结构稳定：相邻两个碱基对互相重叠产生的疏水作用，称为碱基堆积力(basestackinginteraction)，维系DNA纵向结构的稳定。3.疏水作用力和氢键共同维系着DNA双螺旋结构的稳定。第二十六页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六碱基堆积作用力第二十七页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六（二）DNA双螺旋结构的多样性第二十八页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六B型DNA:Watson和Crick,右手螺旋(1953年)A型DNA:Wilkins(1953年)Z型DNA:Rich等,左手螺旋,(1979年)第二十九页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六旋向螺距(nm)碱基数（每圈）螺旋直径（nm）骨架走行存在条件A型右手2.53112.55平滑体外脱水B型右手3.5410.52.37平滑DNA生理条件Z型左手4.56121.84锯齿型CG序列三种DNA构型的比较第三十页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六A型-DNAB型-DNAZ型-DNA螺旋旋向右手螺旋右手螺旋左手螺旋螺旋直径2.55nm2.37nm1.84nm每一螺旋的碱基对数目1110.512螺距2.53nm3.54nm4.56nm相邻碱基对之间的垂直距离0.23nm0.34nm0.38nm糖苷键构象反式反式嘧啶为反式,嘌呤为顺式，反式和顺式交替

相邻碱基对之间的转角3334.2每个二聚体为-60使构象稳定的相对环境湿度

75%92%碱基对平面法线与主轴的夹角1919大沟窄深宽深相当平坦小沟宽浅窄深窄深不同构象DNA的结构参数第三十一页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六部分回折：5’-TGCGATACTCATCGCA-3’局部DNA形成发夹形结构（三）DNA局部特殊结构

第三十二页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六

局部DNA形成十字形结构5’-TGCGATACTCATCGCA-3’3’-ACGCTATGAGTAGCGT-5第三十三页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六（四）某些DNA具有更复杂的螺旋结构Hoogsteen碱基配对形成三股螺旋DNAT*A=TC*G=CH-DNA的结构第三十四页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六三链结构第三十五页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六鸟嘌呤之间通过Hoogsteen氢键形成特殊的四链结构(tetraplex)。四链结构2．4条多聚鸟嘌呤核苷酸链形成四螺旋DNA第三十六页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六真核生物DNA3-末端是富含GT的多次重复序列，因而自身形成了折叠的四链结构。第三十七页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六二、DNA的三级结构是超螺旋结构超螺旋结构(superhelix或supercoil)

DNA在双螺旋基础上通过扭曲、折叠形成的特定三级结构。即超螺旋结构。双螺旋缠绕过分或不足产生的张力，使DNA分子发生扭曲，以抵消张力，这种扭曲称为超螺旋结构。

（一）超螺旋结构具有不同的拓扑异构体第三十八页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六正超螺旋（positivesupercoil）双螺旋缠绕过分产生的超螺旋，为左手超螺旋。负超螺旋（negativesupercoil）双螺旋缠绕不足产生的超螺旋，为右手超螺旋。核酸拓扑同分异构体松弛态DNA（relaxedDNA）以能量最低状态存在的双螺旋DNA。

第三十九页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六环状DNA的三种拓扑异构体示意图松弛形环状负超螺旋（右手）正超螺旋（左手）环状B-DNA：2000bp、右手双螺旋周数200Lk：双螺旋周数第四十页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六意义

DNA超螺旋结构整体的拓扑学变化，对DNA复制和RNA转录过程的调控具有关键作用。

自然条件下，DNA以负超螺旋存在，缠绕不足有利解链。第四十一页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六（二）原核生物DNA是环状超螺旋结构大肠杆菌DNA，4639bp环状超螺旋结构(类核)200bp形成一个超螺旋共价闭环双螺旋结构第四十二页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六

真核生物的线粒体、叶绿体DNA也是环状超螺旋结构

线粒体DNA(mtDNA):封闭双链环状分子。人mtDNA全长16,569个碱基对，共计37个基因,分别编码13个蛋白质、2个rRNA、22个tRNA。第四十三页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六（三）真核生物DNA与组蛋白组成高度有序的染色体（一）核小体(nucleosome)

是染色质的基本组成单位，由DNA和蛋白质构成。

双链DNA缠绕在组蛋白核心上构成核小体：

组成：DNA：约200bp

组蛋白：H1、H2A、H2B、H3、H4第四十四页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六2．组蛋白是小分子量的碱性蛋白质

5种组蛋白：

分子量和氨基酸序列有差异；分子量：11～21kD，富含精氨酸和赖氨酸。

H3，H4氨基酸序列高度保守，序列相似性多，提示功能相同。

H1、H2A、H2B的相似性很少。

第四十五页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六核心颗粒：140bp

H2A,H2B,H3,H4各两分子连接区：140bp

H1第四十六页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六

核小体的结构示意图a组蛋白八聚体核心b核小体c直径30nm纤维的剖面图显示H1的位置d核小体组成串珠样的染色质acbd第四十七页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六（二）核小体进一步组装成染色质/染色体DNA双螺旋结构：2nm第1层次:

核小体：200bp,10nm,体积减少7倍第2层次:

纤维状结构：6个核小体卷曲,30nm，100倍第3层次:

柱状结构:

400nm，40倍染色质:

700nm,～1000倍染色体:1400nm,～10000倍第四十八页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六第四十九页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六（三）常染色质与异染色质的DNA活性不同常染色质（euchromatin），相对比较伸展，是基因表达活跃区域。对DNase敏感。异染色质（heterochromatin），折叠压缩程度较高，是转录不活跃的区段，占染色质的10%，如着丝粒、端粒等。第五十页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六三、DNA是生物遗传信息的载体以基因的形式携带和传递遗传信息。DNA的碱基序列含有遗传信息，可作为复制和转录的模板传递遗传信息。是生命遗传的物质基础，也是生命活动的信息基础。基因的遗传学定义:

是携带遗传信息的结构单位，控制遗传形状的功能单位。（一）DNA是遗传的物质基础第五十一页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六基因的结构学定义：(PrinciplesofBiochemistry3th)AsegmentofaDNAmoleculethatcontainstheinformationrequiredforthesynthesisofafunctionalbiologicalproduct,whetherproteinorRNA,isreferredtoasagene.（P325)A

gene,therefore,isallofDNAthatencodestheprimarysequenceofsomefinalgeneproduct,suchasapolypeptideoranRNAwithastructuralorcatalyticfunction.(P908)

编码有功能的多肽链或RNA所必需的DNA片段。第五十二页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六（二）细胞中全部遗传信息称为基因组(genome)基因组(genome)：一个细胞或病毒的全部遗传信息。绝大多数生物个体的基因组是DNA，但有些病毒的基因组是RNA。

真核生物基因组：是指一套完整的单倍体的染色体DNA和线粒体DNA的全部序列。Allofacell’sgenesandintergenicDNA(theDNAbetweengenes)formthecellulargenome.P907第五十三页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六人类基因组：3X109bp30%编码蛋白质相关，1.5%编码外显子；45%转座子DNA，可从基因组的一处转移到另一处的长短不一的重复序列。25%其它序列：3%为SSR(简单重复短序列)，存在端粒和着丝粒。第五十四页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六第三节

RNA的结构与功能

RNA

StructureandFunction第五十五页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六RNA通常以单链的形式存在，但有复杂的局部二级结构或三级结构。RNA比DNA小的多。RNA的种类、大小和结构远比DNA表现出多样性。RNA与蛋白质共同负责基因的表达和表达过程的调控。RNA的特点：第五十六页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六真核细胞主要RNA的种类和功能种类细胞定位功能信使RNAmessengerRNA(mRNA)细胞核、细胞质、线粒体蛋白质的合成模板非均一核RNAheterogeneousnuclearRNA(hnRNA)细胞核成熟mRNA的前体转运RNAtransferRNA(tRNA)细胞核、细胞质、线粒体转运氨基酸核糖体RNA

ribosomalRNA(rRNA)细胞核、细胞质、线粒体构成核糖体非信使小RNAsmallnon-messengerRNA(sncRNA)细胞核、细胞质参与hnRNA的剪接和转运、rRNA加工、基因表达调控等第五十七页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六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翻译蛋白真核细胞一、信使RNA（tRNA）：

含有氨基酸编码序列的RNA。第五十八页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六真核mRNA的成熟：

hnRNA：非均一核RNA，mRNA的初产物。经剪切成为mRNA。hnRNA内含子(intron)mRNA外显子(exon)目录第五十九页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六mRNA结构特点：氨基酸编码区5’非翻译区3’非翻译区5´末端帽子结构（m7GpppNm-）3´末端多聚腺苷酸(polyA)结构第六十页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六帽子结构（一）5-端具有共同的帽结构

真核生物mRNA的5´末端7甲基鸟苷-三磷酸鸟苷结构称为帽子结构。3，5-磷酸二酯键5，5-磷酸二酯键第六十一页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六

转录后在5末端加上一个7-甲基鸟苷，同时第一或第二个核苷酸的C2也进行甲基化，形成m7GpppNm-。7-基鸟苷-三磷酸鸟苷第六十二页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六帽子结构的功能：

维持mRNA5’末端稳定性。与帽结合蛋白(capbindingproteins,CBPs）结合，转运mRNA到细胞质。与核蛋白体、翻译起始因子的结合，参与翻译起始过程。

第六十三页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六（二）3-末端具有多聚A尾结构

真核mRNA的3末端多聚腺苷酸[poly(A)]结构，称为多聚A尾。

PolyA与PolyA结合蛋白（PolyAbindingprotein,PABP)结合，每10～20个碱基结合一个PABP单体。形成PolyA蛋白质多聚体复合物。

mRNA从核内向胞质的转移；维持mRNA3’末端稳定性。

第六十四页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六

mRNA分子从5-末端的AUG开始，每3个核苷酸为一组，决定肽链上一个氨基酸，称为三联体密码(tripletcode)或密码子(codon)。由AUG及其以后的连续三联体密码组成的核苷酸序列称为开放阅读框(openreadingframe，ORF)，是多肽链的编码序列。（三）信使RNA中间序列编码多肽链第六十五页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六（一）

tRNA分子含有较多稀有碱基74~95个核苷酸组成，含10~20%稀有碱基，如DHU具有TC(:假尿嘧啶核苷)3´末端为—CCA-OH5´末端大多数为G二、转运RNA（tRNA）tRNA的功能活化氨基酸、搬运氨基酸到核糖体，参与蛋白质的翻译。第六十六页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六tRNA中含有多种稀有碱基13第六十七页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六

1.氨基酸臂

2.反密码环

3.DHU环

4.TΨC环

5.额外环氨基酸臂TψＣ环额外环三联密码子Ｕ环

（二）tRNA的二级结构形似三叶草tRNA单链局部碱基互补形成双链结构。茎环结构(stem-loop)

发夹结构(hairpin)。第六十八页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六3-末端都以CCA结尾。3-末端的A与氨基酸共价连结，携带氨基酸不同的tRNA结合不同氨基酸。tRNATyr:

未结合酪氨酸的tRNA(未结合)Tyr-tRNATyr:

已结合酪氨酸的tRNA(已结合)氨基酸臂：tRNA的3-末端连接氨基酸第六十九页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六tRNA的反密码子环上有一个由三个核苷酸构成的反密码子(anticodon)。tRNA上的反密码子依照碱基互补的原则识别mRNA上的密码子。反密码环：tRNA的反密码子识别mRNA的密码子第七十页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六（三）tRNA的三级结构呈倒L型第七十一页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六

ＴψＣ环氨基酸臂DHU环反密码环反密码子tRNA三级结构及氢键的位置第七十二页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六*rRNA的结构三、核糖体RNA第七十三页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六*rRNA的种类（根据沉降系数）

真核生物18SrRNA

5SrRNA28SrRNA5.8SrRNA

原核生物16SrRNA

5SrRNA23SrRNA（一）原核生物有3种rRNA，真核生物有4种rRNA第七十四页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六（二）原核生物和真核生物的核糖体均由容易解聚的大、小两个亚基组成。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%第七十五页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六rRNA与核糖体蛋白质共同构成核糖体。核糖体是蛋白质生物合成的场所，为肽链合成所需要的mRNA、tRNA、多种蛋白因子提供了相互结合的位点和相互作用的空间环境。（三）核糖体是蛋白质合成的场所第七十六页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六四、非信使小RNA除三种RNA外，细胞存在的其他种类小分子RNA，统称为非信使小RNA。非信使小RNA

(smallnon-messengerRNAs,snmRNAs)

非编码小RNA（smallnon-codingRNA，sncRNA）具有调节基因表达作用的小RNA。siRNA、miRNA第七十七页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六非信使小RNAs的种类：核内小RNA核仁小RNA胞质小RNA催化性小RNA小片段干涉RNA

(siRNA)

微小RNA（miRNA)

第七十八页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六研究细胞中非信使小RNAs的种类、结构和功能。参与基因的表达和转录调控。同一生物体内不同种类的细胞、同一细胞在不同时间、不同状态下非信使小RNAs的表达具有时间和空间特异性。RNA组学第七十九页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六（一）核内小RNA参与mRNA剪接过程snRNA长度（nt）

剪接hnRNA的靶位点U1U2U4U5

U6U716518914511510663内含子5-端内含子腺苷酸分支点5端，补充分支点转酯化反应，3剪接点，使外显子连接，转酯化反应组蛋白H3前体的mRNA3末端裂解

核内小RNA与蛋白质组成：细胞核小核蛋白体，是mRNA的剪切场所。核内小RNA富含尿嘧啶，U-snRNA。核内小RNA识别内含子与外显子的节点。第八十页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六（二）催化小RNA参与特殊RNA剪接

具有催化作用的小RNA称为核酶(ribozyme)或催化性RNA(catalyticRNA)。催化特定RNA降解，在RNA合成后的剪接中具有重要作用。RHA基因组剪切。

根据核酶的分子大小，核酶分为：小分子核酶和大分子核酶。1981年托马斯.塞克发现RNA有自身催化作用。第八十一页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六1.小分子核酶锤头核酶（hammerheadribozyme）

发夹核酶（hairpinribozyme）

其他小分子核酶

2.大分子核酶

I（类）内含子，hnRNA

剪切

II（类）内含子

P核酶

第八十二页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六3.核酶是基因靶向治疗良好工具

核酶应用于抗病毒基因治疗将RNA病毒基因组作为其剪切的底物。

酶切位点：病毒的启动子区域、剪接信号序列或包装信号序列等病毒的保守序列。设计核酶，有效地对抗各种病毒亚型，降低逃逸突变的可能性。

第八十三页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六核酶可用于肿瘤基因治疗肿瘤病因：基因功能获得性和缺失性变化（突变）。

DNA病毒或反转录病毒感染（转化）。基因易位引起嵌合基因。

肿瘤基因治疗的策略之一：抑制癌基因或嵌合基因的表达。核酶和脱氧核酶从策略、理论上可抑制肿瘤细胞而不影响正常细胞。

第八十四页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六（三）核仁小RNA参与rRNA中核苷酸残基的修饰：甲基化：假尿核苷的形成：（四）小干扰RNA参与转录后调控第八十五页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六siRNA：是生物宿主对外源基因表达的双链RNA进行切割，产生特定长度和特定核酸序列的小片段RNA。siRNA可以与外源基因表达的mRNA相结合，并诱发这些mRNA的降解。基于此机理，人们发明了RNA干扰技术。双链RNA对基因表达的抑制作用,被称为RNA干扰（RNAinterference,

RNAi）。

小片段干扰RNA

(smallinterferingRNA,siRNA)第八十六页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六miRNA是体内基因表达产物，与siRNA有相似的功能，在基因表达调控中起重要作用。对生长发育和行为具有十分深远和复杂的影响，与人类疾病发生发展密切相关。对miRNA的研究还处在理论水平，对它的应用还有待进一步探讨。以miRNA为靶点或者以miRNA为诊断和治疗手段的设想，将成为研究的一个焦点。微小RNA：（microRNA，miRNA）：第八十七页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六

近几年生命科学研究的热点，2001-2003年Science杂志连续将siRNA、miRNA、RNA干扰方面的研究评为十大科技突破。

siRNA和miRNA调控基因表达，影响细胞的许多功能，使人们重新认识RNA分子在细胞进化和功能作用的地位以及广泛的应用前景。siRNA、miRNA的研究第八十八页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六第四节核酸的理化性质PhysicalandChemicalPropertiesofNucleicAcids目录第八十九页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六（一）核酸可被酸、碱水解目录核酸中的糖苷键和磷酸酯键都能被酸、碱和酶水解。DNA易被酸水解RNA易被碱水解

一、核酸具备多种基本物理化学性质第九十页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六碱基在体液环境中以碱性解离为主：嘌呤和嘧啶环及其取代基上的氮，具有酸碱两性，中性条件以碱解离为主。核酸分子是酸性化合物：

核酸的磷酸基团以酸解离。（二）核酸是两性化合物第九十一页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六碱基互变异构：中性条件以氨式、酮式为主烯醇式酮式氨式亚氨式第九十二页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六（三）核酸溶液有高分子性质粘度：DNA>RNA、dsDNA>ssDNA

粘度大，易断裂。沉降系数：

不同空间结构，沉降速率不同；线性<环状<超螺旋的DNA；超速离心分离。第九十三页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六（四）核酸有紫外线吸收的特性

核酸的紫外吸收：OD260单核苷酸>ssDNA（或RNA）>dsDNA

第九十四页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六碱基的紫外吸收光谱第九十五页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六1.DNA或RNA的定量OD260=1.0相当于50μg/ml双链DNA40μg/ml单链DNA（或RNA）20μg/ml寡核苷酸2.判断核酸样品的纯度DNA纯品:OD260/OD280=1.8RNA纯品:OD260/OD280=2.0OD260的应用第九十六页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六二、核酸变性、复性和杂交定义：在理化因素作用下，DNA双链解开成两条单链的过程。本质：破坏氢键，改变空间结构。方法：强酸、碱，加热，变性试剂（尿素、酰胺）、有机溶剂（乙醇、丙酮）等。理化性质变化：OD260增高.（一）核酸变性第九十七页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六DNA变性的本质是双链间氢键的断裂第九十八页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六变性引起紫外吸收值的改变DNA的紫外吸收光谱增色效应：DNA变性时其溶液OD260增高的现象。（二）DNA变性与紫外吸收第九十九页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六DNA的解链曲线连续加热DNA的过程中以温度相对于A260值作图，所得的曲线称为解链曲线。解链过程中，紫外吸光度的变化达到最大变化值的一半时所对应的温度。解链温度(meltingtemperature，Tm)热变性变性是在一个相当窄的温度范围内完成。

第一百页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六Tm值的影响因素：1.G-C碱基对含量决定熔解温度高低：

G-C与Tm值呈正比。DNA均一性决定熔解温度范围大小：均质DNATm范围小、异质DNATm范围大3.

介质中的离子强度影响变性：离子强度低、易变性，Tm低；

DNA高盐保存。Tm值的经验公式：Tm=69.3+0.41（%G+C）＜20pb:Tm

=4（G+C）+2（A+T）第一百零一页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六解链曲线的变化G+C含量越高，解链温度就越高。第一百零二页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六纯蒸馏水中的DNA在室温下就会变性,为什么每一个核苷酸的磷酸基上都带有一个负电荷。如果这些负电荷没有被中和，双链之间的这种强有力的静电排斥作用将驱使两条链分开(在同一条链内虽然也存在着这种静电斥力，但由于链内的共价键，这种静电斥力并不重要)。但是当有盐类加入时，这些带负电荷的磷酸基团可以被正离子(如Na+)所中和，也就是正离子围绕在磷酸基周围形成了“离子云”，有效地屏蔽了磷酸基之间的静电斥力。这就是Debye-Hvckel离子屏蔽理论。在生理盐浓度(约0.2mol／L)时就发生了这种屏蔽作用．斥力也被中止。当离子浓度降低时，这种屏蔽作用减弱，斥力增大，因而Tm值随之降低。事实上．纯蒸馏水中的DNA在室温下就会变性，也就是这个缘故。在超过生理盐浓度时，Tm值仍然随着离子强度的增加而上升，这是因为在高盐浓度下碱基的溶解性降低而增加了疏水作用力，促进了双螺旋结构的稳定。事实上，平时制备的DNA也总是DNA的钠盐，每个磷酸基总是结合一个Na+在用Nacl和CsCl测量DNA分子量时，就会得到不同的数值，二者之比为0.75。因为单核苷酸的平均分子量为330，若是钠盐则为353，若是铯盐则为467。353／467＝0.75。这就是一个有力的证据。第一百零三页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六DNA复性(renaturation)：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。退火(annealing)：

热变性的DNA经缓慢冷却后复性，这一过程称为退火。（三）变性DNA的复性

减色效应：DNA复性时，其溶液OD260降低。第一百零四页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六DNA复性影响因素：

分子量大、浓度小、重复序列多，复性慢第一百零五页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六（四）核酸分子杂交核酸分子杂交（hybridyzation）：不同来源，但具互补序列的核酸，按碱基配对原则形成杂化双链的过程。杂化双链：DNA与DNA分子，

DNA与RNA分子，

RNA与RNA分子间形成。第一百零六页，共一百二十页，编辑于2023年，星期六DNA-DNA杂交双链分子变性复性不同来源的DNA分子第一百零七页，