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DNA亲子鉴定-DNA的理化性质

    DNA最重要的理化特性是变性和复性。

    (一)  DNA的变性

    DNA的双股螺旋链分子中,配对碱基以氢链连接,并以G-CA-CA-T互补。在加热,碱性性条件下,链间的氢键断裂,形成两条单链结构,这种现象叫做DNA变性(denaturation)。DNA在溶液中发生变性常伴随着溶液粘度降低,沉降速度增加,对紫外线吸收强度增加等。核酸中嘌呤碱和嘧啶碱均有强烈的紫外线吸收特性,对某一DNA分子而言,紫外线吸收强度( A260)是双链DNA<单链DNA<单核苷酸,紫外线吸收强度的增加与变性程度成正比。随加热温度逐渐上升,DNA溶液的‰值上升,称为增色效应。若将A260的增加作为温度的函数作图,可得解链曲线(图3 -1-4),解链曲线的中点所示温度叫做该DNA的解链温度(melting    ture, Tm),表示使50% DNA分子解链的温度。不同的DNA分子有不同的Tm值。由于Gc间有三条氢键,AT间只有C条氢键,故Tm值随(G+c)%含量呈线性增加,每增加1%(G+c)Tm值约增加0.4C。因此,测定DNA分子的Tm值可以估计分子中G+C的含量。溶液的离子强度对Tm值有较大的影响,单价阳离子浓度每增加10倍,Tm值增加16.6c|c。某些化学试剂如甲酰胺能破坏氢键,可使Tm值明显降低。

 

    (二)  DNA的复性   

    撤除变性条件后,两条碱基互补的变性单链DNA可以恢复成双链结构,恢复原DNA双链的理化特性及生物学活性,这一过程叫做复性(renaturation)。复性的过程与速度主要与DNA  分子的性质有关,如简单序列DNA,重复DNA,DNA液浓度高的较容易复性。影响DNA复性  过程有两个主要因素,即温度和盐浓度。复性温度必须适宜,温度过高接近Tm值时DNA不易复性,但温度也不宜过低,否则导致碱基错配率上升。复性过程还必须有足够的盐浓度,以中和DNA双链间磷酸基团的静电斥力。因此,人为地控制复性温度及离子强度,可以影响DNA复性过程。加热变性DNA在降低温度过程中的复性又称退火(annealing)

    (三)DNA分子的杂交

    不同来源但具有同源性的两条DNA单链按照碱基配对的原则结合在一起'形成局部双链结构的杂种DNA,这一过程叫做杂交(hybridhation)o杂交可以作为检测靶DNA的方法,利用DNA变性复性的特性,将已知序列的寡核苷酸片段标记示踪物,再与靶DNA贫子杂交,可以检测出目的DNA。已知的标记寡核苷酸片段叫做探针(probe), DNA分子杂交已成为分子生物学的重要的技术。

 

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