核酸变性和复性
在一定条件下,DNA双螺旋可以彻底地解链,分离成两条互补的单链,这种现象称为DNA变性.而分开的两条单链还可以重新形成双螺旋DNA,称为复性.
可以利用260nm紫外吸收测量DNA变性程度.在260nm波长,单链DNA的吸收要比双链DNA的吸收高12~40%,因为双链DNA中堆积的碱基对之间的相互作用降低了吸收.由核酸变性而引起紫外吸收增加的现象,称为增色效应.
吸收值变化对DNA溶液温度的曲线称为融解曲线(右图).由双螺旋到变性状态之间的陡变区反映了双螺旋DNA中碱基对的破坏程度.这个陡变区中点对应的温度称为熔点(Tm),在熔点处,有一半的双链DNA变成了单链DNA.有机溶剂,如乙醇,可以降低DNA的Tm,因为有机溶剂可以降低分子内部的疏水相互作用强度.一些离液剂,如尿素、盐酸胍和甲酰胺也可以降低双螺旋DNA的稳定性.将温度降低到Tm值以下(“退火”过程),变性的DNA可以复性.复性是一个缓慢的过程,因为在溶液中,互补的单链首先必须找到对方,然后以合适的取向形成碱基对.一旦形成一个短的一段双螺旋DNA区,其余的DNA通过紧扣机制(Zipperingmechanism)可以快速复性(右图).核酸复性时,紫外吸收降低,由于核酸复性而引起紫外吸收降低的现象,称为减色效应.