核酸核酸理化性質(zhì)

1、關(guān)于核酸核酸的理化性質(zhì)第一張，PPT共二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、核酸的一般理化性質(zhì)1、狀態(tài)：DNA為白色纖維狀固體，RNA為白色粉末；2、溶解性：微溶于水，不溶于一般有機(jī)溶劑（乙醇沉淀核酸），其鈉鹽易溶于水；3、粘度：DNA的粘度極高，而RNA粘度要小得多；（一）物理性質(zhì)第二張，PPT共二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月核酸酶是指所有可以水解核酸的酶。3,5-磷酸二酯鍵斷裂切割點(diǎn)不同，產(chǎn)物不同，如3-單核苷酸，5-單核苷酸水解磷酸二酯鍵的酶：核酸酶（二）穩(wěn)定性核酸可被酸、堿或酶水解成各種組分，即核酸的降解第三張，PPT共二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（1）堿水解：RNA可在室溫下被稀堿水解

2、成核苷酸，而DNA對(duì)堿穩(wěn)定。例如，在0.1mol/L NaOH溶液中，RNA幾乎完全水解，隨著磷酸二酯鍵的斷裂，先生成2,3-環(huán)核苷酸中間物，最后生成2-或3-磷酸核苷的混合物；DNA由于不存在2-OH，不能被堿水解。 利用上述性質(zhì)可測(cè)定RNA的堿基組成或除去溶液中的RNA。1、酸或堿水解 DNA和RNA對(duì)酸或堿的耐受程度不同。第四張，PPT共二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（2）酸水解 酸性條件下，磷酸二酯鍵比糖苷鍵穩(wěn)定，嘌呤與脫氧核糖之間的糖苷鍵穩(wěn)定性最差。 若對(duì)核酸進(jìn)行酸水解，首先生成的是無(wú)嘌呤酸。因此對(duì)核酸進(jìn)行部分水解時(shí)，很少采用酸水解。1、酸或堿水解 第五張，PPT共二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2

3、022年6月根據(jù)底物不同：DNA水解酶（DNase） RNA水解酶（RNase）根據(jù)作用方式：核酸外切酶 (限制性和非限制性) 核酸內(nèi)切酶 (53或35)核酸內(nèi)切酶的作用方式是從多聚核苷酸鏈中間開(kāi)始，在某個(gè)位點(diǎn)切斷磷酸二酯鍵核酸外切酶的作用方式是從多聚核苷酸鏈的一端（3-端或5-端）開(kāi)始，逐個(gè)水解切除核苷酸3、酶水解核酸酶分類(lèi)第六張，PPT共二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月5533外切位點(diǎn)外切位點(diǎn)內(nèi)切位點(diǎn)內(nèi)切位點(diǎn)第七張，PPT共二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月實(shí)驗(yàn)室常用的RNase有3種： 牛胰核糖核酸酶（RNase I）：專(zhuān)一性?xún)?nèi)切酶，產(chǎn)物為3-嘧啶核苷酸及以3-嘧啶核苷酸為結(jié)尾的寡核苷酸。 核

4、糖核酸酶T1：產(chǎn)物為3-嘌呤核苷酸及以3-嘌呤核苷酸為結(jié)尾的寡核苷酸。 核糖核酸酶T2：主要作用于A(yíng)p殘基，將tRNA降解為 3-腺苷酸為末端的寡核苷酸。3、酶水解第八張，PPT共二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月實(shí)驗(yàn)室常用的DNase有2種： 牛胰脫氧核糖核酸酶I（DNase I）：水解產(chǎn)物為平均長(zhǎng)度為4個(gè)核苷酸，以5-P為末端的寡聚核苷酸。 牛胰脫氧核糖核酸酶II（DNase II）：水解產(chǎn)物為平均長(zhǎng)度為6個(gè)核苷酸，以3-P為末端的寡聚核苷酸。3、酶水解第九張，PPT共二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 非特異性核酸酶：即水解DNA又水解RNA的酶。有些非特異性核酸酶也作為工具酶應(yīng)用到科學(xué)研究中。

5、如：蛇毒磷酸二酯酶和脾磷酸二酯酶均是水解DNA和RNA的外切核酸酶。前者從3端開(kāi)始，生成5單核苷酸，后者從 5末端開(kāi)始，生成3單核苷酸。 D-核糖與濃鹽酸和苔黑酚（甲基間苯二酚）共熱產(chǎn)生綠色； D-2-脫氧核糖與酸和二苯胺一同加熱產(chǎn)生藍(lán)紫色。以此區(qū)別DNA和RNA，或作為定量測(cè)定基礎(chǔ)。 第十張，PPT共二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、核酸的紫外吸收第十一張，PPT共二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月DNA或RNA的定量A260 = 1.0 相當(dāng)于 50g/ml 雙鏈DNA (dsDNA)40g/ml 單鏈DNA (ssDNA or RNA)20g/ml 寡核苷酸確定樣品中核酸的純度 純 DNA:

6、 A260/A280 = 1.8純 RNA: A260/A280 = 2.0紫外吸收的應(yīng)用第十二張，PPT共二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月與蛋白質(zhì)相似，核酸分子中既含有酸性基團(tuán)（磷酸基）也含有堿性基團(tuán)（氨基），因而核酸也具有兩性性質(zhì)。由于核酸分子中的磷酸是一個(gè)中等強(qiáng)度的酸，而堿性（氨基）是一個(gè)弱堿，所以核酸的等電點(diǎn)比較低。如DNA的等電點(diǎn)為44.5，RNA的等電點(diǎn)為22.5。三、核酸的酸堿性質(zhì)及等電點(diǎn)第十三張，PPT共二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1、概念：指核酸的雙螺旋區(qū)的氫鍵斷裂，空間結(jié)構(gòu)破壞，形成單鏈無(wú)規(guī)則線(xiàn)團(tuán)狀態(tài)的過(guò)程2、變性因素：加熱、酸堿度改變、有機(jī)溶劑、酰胺、尿素等。3、DNA變

7、性的實(shí)質(zhì)：DNA雙鏈間氫鍵的斷裂，生物活性喪失。四、核酸的變性、復(fù)性與雜交 （一）核酸的變性第十四張，PPT共二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第十五張，PPT共二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4、特點(diǎn)：并不涉及共價(jià)鍵的斷裂，即磷酸二酯鍵不發(fā)生斷裂，因此一級(jí)結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化。5、變性后其它理化性質(zhì)變化：OD260增高；粘度下降；比旋度下降；浮力密度升高；酸堿滴定曲線(xiàn)改變。 （一）核酸的變性第十六張，PPT共二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月增色效應(yīng)(hyperchromic effect)：DNA變性時(shí)其溶液OD260增高的現(xiàn)象。6、DNA的熱變性和熔解溫度（Tm）第十七張，PPT共二十九頁(yè)，創(chuàng)作于202

8、2年6月DNA的解鏈曲線(xiàn)連續(xù)加熱DNA的過(guò)程中以溫度相對(duì)于A(yíng)260值作圖，所得的曲線(xiàn)稱(chēng)為解鏈曲線(xiàn)。 解鏈過(guò)程中，紫外吸光度的變化達(dá)到最大變化值的一半時(shí)所對(duì)應(yīng)的溫度，稱(chēng)為熔解溫度，用Tm表示，也稱(chēng)解鏈溫度。熔解溫度(melting temperature, Tm)第十八張，PPT共二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（1）G-C對(duì)含量：G-C的含量高，Tm值高。因而測(cè)定Tm值，可反映DNA分子中G 、C含量，可通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：（G+C)%=(Tm-69.3)2.44（2）溶液的離子強(qiáng)度：離子強(qiáng)度較低的介質(zhì)中DNA的Tm較低。在純水中，DNA在室溫下變性。（3）溶液的pH值和變性劑影響Tm的因素第十九

9、張，PPT共二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1、復(fù)性：變性DNA在適當(dāng)條件下，兩條彼此分開(kāi)的單鏈重新締合成為雙螺旋結(jié)構(gòu)的過(guò)程退火：將熱變性的DNA驟然冷卻至低溫時(shí)，DNA不可能復(fù)性。但是將變性的DNA緩慢冷卻時(shí)，可以復(fù)性，又稱(chēng)“退火”。 （二）核酸的復(fù)性第二十張，PPT共二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2、復(fù)性表現(xiàn)：許多理化性質(zhì)可恢復(fù)，生物活性得以部分恢復(fù)。 3、影響復(fù)性的因素：分子量越大復(fù)性越難；濃度越大，復(fù)性越容易；DNA的復(fù)性也與它本身的組成和結(jié)構(gòu)有關(guān)。DNA復(fù)性的程度、速率與復(fù)性過(guò)程的條件有關(guān)。 （二）核酸的復(fù)性第二十一張，PPT共二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月DNA復(fù)性第二十二張，PPT共二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 核酸雜交：核酸變性后進(jìn)行復(fù)性的過(guò)程中，來(lái)源不同的DNA（或RNA）片段，按堿基互補(bǔ)關(guān)系形成雜交雙鏈分子的過(guò)程。雜交雙鏈可在DNA與DNA鏈之間，也可在RNA與DNA鏈之間形成。雜交的本質(zhì)就是在一定條件下使互補(bǔ)核酸鏈實(shí)現(xiàn)復(fù)性。核酸的雜交在分子生物學(xué)和遺傳學(xué)的研究中具有重要意義。 （三）核酸的雜交第二十三張，PPT共二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月核酸分子雜交第二十四張，PPT共二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第二十五張，PPT共二十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月應(yīng)用最廣。原理：堿基配對(duì)；聚合酶可催化在試管內(nèi)合成與模板互補(bǔ)的 DNA新鏈；雙脫氧核苷酸無(wú)3-OH