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基因诊断与性病/核酸的理化性质
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{{Hierarchy header}} 天然[[DNA]][[分子]]的长度可达几厘米,而分子直径只有2nm。如此细丝状的双[[螺旋结构]]使DNA分子具有一系列理化特性。如粘度极大,在外力作用下易断裂等。 (一)[[核酸]]的分子大小与粘度 天然DNA的[[分子量]]极大,例如,[[果蝇]]巨[[染色体]]只有一线形DNA,长达四厘米,分子量约为8×102道尔顿。高分子溶液的粘度比一般溶液的粘度要大得多,不规则团分子比球状分子的粘度要大,而线形分子的粘度更大。因此在溶液中呈线形分子的DNA,即使是极稀的溶液,也具有极大的粘度。[[RNA]]溶液的粘度要小得多。当核酸溶液在某些理化因素作用下发生变性,使螺旋结构转变为线团时,粘度降低。所以可用粘度作为DNA变性的指标。 (二)核酸的紫外吸收 嘌呤碱、[[嘧啶]]碱以及由它们参与组成的[[核苷]],[[核苷酸]]及核酸对紫外光都有强烈的吸收作用。它们吸收紫外光的共同特点是在260nm处为最大吸收值。而由芳香族[[氨基酸]]参与组成的[[蛋白质]]最大吸收值在280nm处。利用这一特性,可以鉴别核酸样品作为杂质的蛋白质含量。 (三)核酸的变性、[[复性]]与杂交 1.核酸变性 核酸变性是指核酸双螺旋结构解开,氢键断裂,但并不涉及核苷酸间[[磷酸二酯键]]的断裂。若磷酸二酯键的断裂称为降解,核酸降解时,核酸分子量降低。而核酸的变性并不引起核酸分子量的变化。 引起核酸变性的因素很多。由于温度升高而引起的变性称[[热变性]]。如将DNA的稀[[盐溶]]液加热到50℃以上几分钟,双螺旋结构即破坏,氢键断裂,DNA分子的两条链彼此分离,形成无规则线团。变性后的DNA,由于结构上的变化,因而发生了一系列理化性质的改变,如260nm处紫外吸收值升高(称[[增色效应]]),粘度降低以及[[生物学]]活性丧失等。能使50%DNA分子发生变性的温度称为[[变性温度]](Melting temperature,Tm)Tm一般为70~85℃。Tm值与分子中G-C含量有关,即G-C配对数愈多,则Tm值愈高,反之愈低。由于溶液[[酸碱度]]的改变而引起的变性称酸碱变性。对DNA分子来说,[[碱基对]]在pH4.0~11.0之间最为稳定,超此范围,可引起DNA分子酸碱变性。[[乙酸]]、[[丙酮]]等有机溶液及[[尿素]]也可引起核酸的变性。 2.核酸复性 变性DNA在适当条件下,又可使两条彼此分离的链重新缔合而形成双螺旋结构,这一过程称为复性或退火。复性后的DNA可基本恢复一系列的理化性质,生物学活性也可得到部分恢复。 变性核酸的复性是有条件的。如将热变性的DNA溶液骤然冷[[低温]],DNA不可能复性。只有缓慢地将它冷却时,DNA才有可能复性。另外,变性DNA片段越大,则复性越慢。变性DNA浓度越大则越易复性。 3.核酸杂交 不同来源的DNA加热变性后,只要两条[[多核苷酸]]链的[[碱基]]有一定数量能彼此互补,就可以经退火处理复性现象,形成新的杂交体双螺旋结构,这种依据相应[[碱基配对]]而使不完全互补的两条链相互结合称为[[分子杂交]]。因此分子杂交的基础是DNA的变性与互补,也可以杂交形成新的双螺旋结构。目前杂交技术已广泛地应用于核酸结构与功能的研究。将已知的特定[[基因]](如先天性遗传[[疾病]]的某些特定基因)用[[同位素标记]],制备成[[基因探针]],利用分子杂交技术,基因探针可与[[同源]]序列互补形成杂交体,因此可用检测组织细胞内有无特定基因或DNA片段,如临床上已应用于[[产前诊断]]遗传性疾病。 {{Hierarchy footer}} {{基因诊断与性传播疾病图书专题}}
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