核酸的重要理化性质课件.pptVIP

一、核酸的一般物理性质 DNA为白色纤维状固体，RNA为白色粉末状固体，都微溶于水，其钠盐在水中的溶解度较大。但不溶于乙醇、乙醚和氯仿等一般有机溶剂。（用乙醇从溶液中沉淀核酸） DNA和RNA在细胞中常以核蛋白形式存在，两种核蛋白在盐溶液中的溶解度不同。 DNA核蛋白 RNA核蛋白 0.14mol/LNaCl - + 1-2mol/LNaCl + - DNA溶液的粘度很大，而RNA溶液的粘度小得多。核酸发生变性或降解后其粘度降低。 核酸受到强大离心力的作用时，可从溶液中沉降下来，其沉降速度与核酸的大小和密度有关。 二、核酸的两性性质及等电点 与蛋白质相似，核酸分子中既含有酸性基团（磷酸基）也含有弱碱性基团碱基，因而核酸也具有两性性质。 由于核酸分子中的磷酸是一个中等强度的酸，而碱基呈现弱碱性，所以核酸的等电点比较低。（当核酸分子内的酸性解离和碱性解离相等，本身所带的正电荷与负电荷相等时，此时核酸溶液的pH值即为核酸的等电点pI）如DNA的等电点为4～4.5，RNA的等电点为2～2.5。核酸在其等电点时溶解度最小。 RNA的等电点比DNA低的原因，是RNA分子中核糖基2′-OH通过氢键促进了磷酸基上质子的解离。DNA没有这种作用。 三、核酸的水解 1.核酸的酸解和碱解 核酸分子中的磷酸二酯键可在酸或碱性条件下水解切断（降解）。 酸对核酸的作用因酸的浓度、温度和作用时间不同而不同。嘌呤碱基比嘧啶碱基易被水解下来。 DNA和RNA对碱的耐受程度有很大差别。例如，在0.3-1 mol/L NaOH溶液中，在室温至370C条件下RNA几乎可以完全水解，生成2′-或3′-磷酸核苷；DNA在同样条件下则不受影响，若加温至1000C，4个小时也可得到小分子的寡聚脱氧核苷酸。这种水解性能上的差别，与RNA核糖基上2′-OH的羟基参与作用有很大的关系。在RNA水解时，2′-OH首先进攻磷酸基，在断开磷酯键的同时形成环状磷酸二酯，再在碱的作用形成水解产物。 2、核酸的酶解 生物体内存在多种核酸水解酶。这些酶可以催化水解多聚核苷酸链中的磷酸二酯键。 以DNA为底物的DNA水解酶（DNases）和以RNA为底物的RNA水解酶（RNases）。 根据作用方式又分作两类：核酸外切酶和核酸内切酶。 核酸外切酶的作用方式是从多聚核苷酸链的一端（3′-端或5′-端）开始，逐个水解切除核苷酸；核酸内切酶的作用方式刚好和外切酶相反，它从多聚核苷酸链中间开始，在某个位点切断磷酸二酯键。（小球菌核酸酶即可外切又可内切） 在分子生物学研究中最有应用价值的是限制性核酸内切酶。这种酶可以特异性的水解核酸中某些特定碱基顺序部位。 四、核酸的紫外吸收 在核酸分子中，由于嘌呤碱和嘧啶碱具有共轭双键体系，因而具有独特的紫外线吸收光谱，一般在260nm左右有最大吸收峰，可以作为核酸及其组分定性和定量测定的依据。 五．核酸的变性、复性与杂交 1. 核酸的变性（denaturation）与变性因素 核酸的变性是指核酸双螺旋区的氢键断裂，变成单链结构的过程。变性核酸将失去其部分或全部的生物活性。核酸的变性并不涉及磷酸二酯键的断裂，所以它的一级结构(碱基顺序)保持不变。 能够引起核酸变性的因素很多。温度升高、酸碱度改变、甲醛和尿素等的存在均可引起核酸的变性。 RNA本身只有局部的双螺旋区，所以变性行为所引起的性质变化没有DNA那样明显。 利用紫外吸收的变化，可以检测核酸变性的情况。 因为天然状态的DNA在完全变性后，紫外吸收(260 nm)值增加25－40%.而RNA变性后，约增加1.1%。 增色效应：变性后DNA对260nm紫外光的吸收率（A260）比变性前明显增加，这种现象称为增色效应. 2.DNA变性后的表现 A260值增加 粘度下降 浮力密度增大 分子量不变 3.DNA的热变性和解链温度（Tm） 用加热的方法使DNA变性叫做热变性 DNA的变性过程是突变性的，它在很窄的温度区间内完成。因此，通常将DNA的变性达到50%时，即增色效应达到一半时的温度称为DNA的解链温度（melting temperature,Tm）,Tm也称熔解温度或DNA的熔点。 一般DNA的Tm值在70-85?C之间 G和C的含量高，Tm值高。因而测定Tm值，可反映DNA分子中G、 C含量，可通过经验公式计算： （G+C)%=(Tm-69.3)X2.44 Tm大小可反映出DNA的均一性：均质DNA的熔解过程发生在一个较小的温度范围内；异质DNA的熔解过程