DNA变性

生物术语

DNA变性，是指核酸双螺旋碱基对的氢键断裂，碱基间的堆积力遭到破坏，双链变成单链，使核酸的天然构象和性质发生改变，但不涉及其一级结构的改变。凡能破坏双螺旋稳定的因素（如加热、极端的pH、有机试剂如甲醇、乙醇、尿素及甲酰胺等)均可引起核酸分子变性。变性后的DNA常发生一些理化及生物学性质的改变：①溶液黏度降低。DNA双螺旋是紧密的刚性结构，变性后则是柔软而松散的无规则单股线性结构，DNA黏度因此而明显下降。②溶液旋光性发生改变。变性后整个DNA分子的对称性及分子局部的构象改变，使DNA溶液的旋光性发生变化。③增色效应。

简介

DNA双螺旋结构模型，不仅与其生物功能有密切关系，还能解释DNA的重要特性变性与复性，这对于深入了解DNA分子结构与功能的关系又有重要意义。

性质改变

变性DNA常发生一些理化及生物学性质的改变：

1）溶液粘度降低。DNA双螺旋是紧密的刚性结构，变性后代之以柔软而松散的无规则单股线性结构，DNA粘度因此而明显下降。

2）溶液旋光性发生改变。变性后整个DNA分子的对称性及分子局部的构性改变，使DNA溶液的旋光性发生变化。

3）增色效应(hyperchromic effect)。指变性后DNA溶液的紫外吸收作用增强的效应。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。

4）浮力密度升高。

5）生物活性改变。

产生原因

DNA的变性可以是温度升高而产生的作用,也可能是其他化学物质如尿素的诱导。

应用

DNA变性，也可用于检测两个不同的DNA序列之间之序列差异。将DNA加热和变性成单链状态，并将该混合物冷却使可以重新进行杂交。杂交分子的相似序列中如果互补序列有差异，则会导致碱基配对中断。在基因组范围中，该方法已被用于估算两物种之间遗传距离的研究，称为DNA-DNA杂交。在其中的单个分区的DNA，变性梯度凝胶和温度梯度凝胶可用于检测此两个序列，此法称为温度梯度凝胶电泳，为表现较小差异时使用的方法。

DNA熔解的也应用于分子生物学技术，特别是在聚合酶链式反应。尽管此技术不能诊断DNA熔化的温度，所以估计（Tm）是确定来调整是和温度是非常重要的。DNA的熔解温度也可被用作用于均衡的一组分子的杂交优势，例如的寡核苷酸探针 DNA微阵列。

熔解温度

(Tm,melting temperature)

对双链DNA进行加热变性，当温度升高到一定高度时，DNA溶液在260nm处的吸光度突然明显上升至最高值，随后即使温度继续升高，吸光度也不再明显变化。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。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,melting temperature)。在Tm时，核酸分子内50%的双螺旋结构被破坏。特定核酸分子的Tm值与其G+C所占总碱基数的百分比成正相关，两者的关系可表示为： Tm=69.3+0.41*(G+C)%一定条件下(相对较短的核酸分子)，Tm值大小还与核酸分子的长度有关，核酸分子越长，Tm值越大；另外，溶液的离子强度较低时，Tm值较低，融点范围也较宽，反之亦然，因此DNA制剂不应保存在离子强度过低的溶液中。

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