3-3核酸的理化性质和应用

第三节核酸的理化性质1一、核酸的分子大小一核酸的分子大小二、核酸的溶解度与粘度微溶于水，不溶于有机溶剂，常用乙醇来沉淀DNA ；DNA难溶于0.14mol/L的NaCl溶液，可溶于1-2 mol/L的NaCl溶液，RNA则相反，可据此分离二者。

2三、核酸的酸碱性质核酸的碱基、核苷、核苷酸均能发生解离，因此核酸是两性电解质。

p对DNA来说，碱基对在pH4.0～11.0最稳定。

3四、核酸的紫外吸收4OD260的应用1.判断核酸样品的纯度–DNA纯品: OD 260/OD 280= 1.8纯–RNA纯品: OD260/OD 280= 2.0–含杂蛋白及苯酚，降低 2. DNA或RNA的定量对于纯样相当于对于纯样品，OD 260=1.0相当于•50μg/ml双链DNA•40μg/ml单链DNA（或RNA）•20μg/ml寡核苷酸5核酸溶液紫外吸收以摩尔磷的吸光度表示，摩尔磷即相当于摩尔核苷酸。

摩尔吸光系数30.98Aε）＝ε：摩尔吸光系数A：吸收值P WL（）W：每升溶液磷重量L：比色杯内径63.判断DNA是否变性核酸在变性时，紫外吸收增加的现象称为增色效应；在一定条件下，变性核酸可以复性，紫外吸收又恢复到原来水平，这一现象称为减原来水平这现象称为减色效应。

7五、核酸的变性、复性和杂交五核酸的变性复性和杂交（一）变性P260定义：核酸受到加热、极端的pH或离子强度的定义核酸受到加热极端的H降低等因素或特殊的化学试剂作用，其双螺旋区的氢键断裂变成单链的过程。

8变性后其它理化性质变化：OD260增高粘度下降比旋度下降浮力密度升高酸碱滴定曲线改变生物活性丧失9DNA的紫外吸收光谱¾增色效应：当核酸变性时260nm处光吸收值显著增加的现象。

10¾热变性：DNA的稀盐溶液加热到80~100℃，热变性的稀盐溶液热℃几分钟后双螺旋结构被破坏，氢键断裂，两条链彼此分开形成无规则线团的现象。

11¾解链曲线：如果在连续加热DNA的过程中以温度对A260（absorbance，A，A260代表溶液在260nm处的吸光率）值作图，所得的曲线称为解链曲线。

核酸的理化性质及应用核酸是一类含有大量核苷酸单元的生物大分子，在细胞中起着重要的生物学功能。

核酸分为两类：脱氧核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。

下面我将介绍核酸的理化性质及应用。

一、核酸的理化性质：1. 化学成分：核酸由核苷酸单元组成，单个核苷酸由一个五碳糖（脱氧核糖或核糖）、一个含氮碱基和一个磷酸基团组成。

2. 结构：DNA是由两条互补的链以双螺旋结构排列而成，RNA是以单链形式存在。

DNA的碱基对是按照互补规则特异性配对的，腺嘌呤（A）与胸腺嘧啶（T）之间有两个氢键相连，鸟嘌呤（G）与胞嘧啶（C）之间有三个氢键相连，保持了DNA分子的稳定性。

3. 酸碱性：核酸是一种多酸性物质，可与碱性染料结合。

通过电泳技术可将核酸分离，由于核酸是多酸性的，具有负电荷，在电场中可被迁移，从而实现其分离和纯化。

4. 稳定性：由于DNA中的碱基对通过氢键相连，DNA分子具有较高的稳定性，可在适宜条件下长期储存。

二、核酸的应用：1. 遗传学研究：核酸是遗传物质的重要组成部分，在遗传学研究中发挥着关键作用。

通过对DNA或RNA的序列进行分析，可以揭示生物个体之间的遗传差异，并研究基因与功能的关系。

例如，人类基因组计划（Human Genome Project）使用DNA测序技术对人类整个基因组进行了测序，从而为深入研究人类遗传学奠定了基础。

2. 诊断医学：核酸在疾病诊断中的应用日益重要。

通过PCR（聚合酶链式反应）技术可以在体液或组织中检测到微量的病原体DNA或RNA，从而实现病原体的快速检测和诊断。

例如，在新冠疫情中，核酸检测成为最常用的方法之一。

3. 基因工程：核酸在基因工程领域具有重要应用。

通过将外源DNA或RNA导入细胞中，可以实现基因的插入、删除或替换，从而实现基因改造或修复。

这种技术在生物技术、农业、医学等领域中有着广泛的应用，如转基因作物的培育、基因治疗等。

4. 疾病治疗：核酸药物被广泛应用于疾病的治疗。

§3-2
核酸的结构
第三章 核酸
一、核酸是通过3′,5′磷酸二酯键的多聚体,它的基本单位是核苷酸.
化学组成：核酸→核苷酸→磷酸+戊糖+含氮碱
NH2 N N P OH2 C O N
NH2 N N N N H
碱基
N
OH
H
核苷酸
HOH2C
O
OH
H3PO4
磷酸 核 酸
OH
H
戊糖
第三章 核酸
1. 含氮碱：
N N H
磷含量及紫外吸收值然后算出摩尔磷吸光系数。
(P)=A/cL
=30.98A/WL 一般天然DNA的(P)为6600，RNA为7700～7800。由于 单链核苷酸的(P)比双链的要高，所以核酸发生变性时， (P)升高，故称增色效应；复性时(P)降低，称为减色 效应。
四、核酸的变性、复性与杂交
拖尾序列和尾巴
帽子 前导序列 编码序列 拖尾序列
尾巴
蛋白质
5′—端有帽子，其结构如图
A-A-A-A-A-A-AA ……
功能：保护作用，参与蛋白质合成起始
3′—端有尾巴（多聚A200左右个核苷酸）是转录后在经poly（A）聚合酶作用添加上 去的。 功能：保护作用；
O HN H2 N N
CH3 N+ O N O CH2O P OH OH OH O O P OH O O P OH O P OH2 C 碱基 O
、稀有碱基
见表13-2（解释）
HOH2C
O
OH
HOH2C
O
OH
OH
OH
OH
H
—D—核糖
—D—脱氧核糖
第三章 核酸
3.核苷酸

六、核酸杂交
沉降速度快。
三、高分子特性
核酸是生物大分子，具有大分子的一般特性。溶 液中的核酸分子在引力场中可以下沉。不同构象的核 酸（线形、开环、超螺旋结构）、蛋白质及其他杂质 在超速离心机的强大引力场中，沉降的速度有很大差 异，所以可以用超速离心法纯化核酸。
四、核酸变性
核酸在某些条件下会发生氢键断裂，双螺旋结 构松散分开即为核酸的变性，但无共价键的断裂。 粘度改变，钢性线性分子变得无序，粘度下降。UV
核酸的理化性质与应用
核酸的理化性质与应用
主要内容 重要概念：
核酸的酸碱性 核酸的紫外吸收 核酸的高分子性质 核酸的变性、复性和杂交
一、核酸的酸碱性
核酸既含磷酸基又含碱基，为两性电解质，它们 在不同的pH溶液中解离程度不同，在一定条件下可形 成兼性离子。
二、紫外吸收特性
➢ 核酸在260nm处有吸收峰，可用于定量分析。 ➢ 核酸还具有高分子化合物的某些性质，如粘度大，
吸收增强，其规律如下：
OD260（254）
100%
③
50%
②ห้องสมุดไป่ตู้
①
80 Tm 90 100 ℃
变性温度范围
五、核酸的复性
DNA发生热变性后，经缓慢降温，如放置室温逐 渐冷却，解开的互补链之间对应的碱基对再形成氢键， 恢复完整的双螺旋结构，称DNA热变性的复性。
六、核酸杂交
当不同来源的核酸变性后一起复性时，只要这些 核酸分子中含有相同序列的片段，即可形成碱基配对， 出现复性现象，形成杂种核酸分子，或称杂化双链， 称核酸分子杂交。