的变性和复性

二、DNA的变性和复性

（一）DNA的变性

在某些理化因素（温度、pH、离子强度等）作用下，DNA双链的互补碱基之间的氢键断裂，使DNA双螺旋结构松散，成为单链的现象即为DNA变性。DNA双螺旋结构的稳定性主要靠碱基平面间的疏水堆积力和互补碱基之间的氢键来维持。DNA变性只改变其二级结构，不改变它的核苷酸排列。

在实验室内最常用的使DNA分子变性的方法之一是加热。加热时，DNA双链发生解离，在260nm处的紫外线吸收值增高，此种现象称为增色效应。DNA的热变性是爆发性的，只在很狭窄的温度范围内进行。

如果在连续加热DNA的过程中以温度对紫外光吸收值作图，所得的曲线称为解链曲线，DNA的变性从开始解链到完全解链，是在一个相当狭窄的温度内完成的，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，由于这一现象和结晶的熔解过程类似，又称熔解温度（Tm）。在Tm时，核酸分子内50%的双链结构被解开。DNA的Tm值一般在70～85℃之间，如图2－14所示。

图2－14　DNA的解链曲线

DNA的Tm值大小与DNA分子中G、C的含量有关，因为G≡C之间有三个氢键，而A ═T之间只有两个氢键，所以G、C越多的DNA，其分子结构越稳定，Tm值较高，这是因为G与C比A与T之间多一个氢键，解开G与C之间的氢键要消耗更多的能量。

（二）DNA的复性

变性DNA在适宜条件下，两条彼此分开的链经碱基互补可重新形成双螺旋结构，这一过程称为复性。热变性的DNA经缓慢冷却即可复性，这一过程也称为退火。最适宜的复性温度比Tm约低25℃，这个温度叫做退火温度。

DNA的复性速度受温度影响，只有温度缓慢下降才可使其重新配对复性。如加热后，将其迅速冷却至40℃以下，则几乎不能发生复性。这一特性被用来保持DNA的变性状态。一般认为比Tm低25℃的温度是DNA复性的最佳条件。

【知识链接】

DNA指纹技术

每个人身上都拥有一套独一无二的遗传密码，这些密码记录着人体成长的所有信息，除了极少数外，几乎人身上的每一个细胞都含有这套完整的遗传密码。这些密码存在于细胞里的细胞核内，其中23对染色体就是用来储存这些密码的，而这些密码就是由DNA分子所组成。生物个体间的差异本质上就是DNA分子序列的差异，人类不同个体（同卵双生除外）的DNA各不相同。将人基因组DNA经酶切、电泳、分子杂交及放射自显影等处理，可获得检测的杂交图谱，其杂交带数目和分子大小具有个体差异性，这如同一个人的指纹图形一样各不相同。因此，把这种杂交带图谱称为DNA指纹。DNA指纹技术已被广泛应用于法医学如物证检测、亲子鉴定、疾病诊断和肿瘤研究等领域。