Page 68 - 第九版生物化学

第二章核酸的结构与功能 53

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的 GC 含量相关。 GC 的含量越高，兀值越高；离子强度越高，兀值也越高。兀值可以根据 DNA 的长

度、 GC 含量以及离子浓度来简单地估算出来。小于 20bp 的寡核昔酸片段的兀值可用公式 Tm= 4(G

+C)+2(A+T) 来估算，其中 G 、 C 、 A 和 T 是寡核昔酸片段中所含有的碱基个数 。

三、变性的核酸可以复性或形成杂交双链

把变性条件缓慢地除去后，两条解离的 DNA 互补链可重新互补配对形成 DNA 双链，恢复原来的
双螺旋结构 。 这一现象称为复性 (renaturation) 。 例如，热变性的 DNA 经缓慢冷却后可以复性，这一
过程也称为退火 (annealing) 。 但是，将热变性的 DNA 迅速冷却至 4 屯时，两条解离的互补链还来不及
形成双链，所以 DNA 不能发生复性。这一特性被用来保持解链后的 DNA 单链处在变性状态。

如果将不同种类的 DNA 单链或 RNA 单链混合在同一溶液中，只要这两种核酸单链之间存在着
一定程度的碱基互补关系，它们就有可能形成杂化双链 (heteroduplex) 。 这种双链可以在两条不同的
DNA 单链之间形成，也可以在两条 RNA 单链之间形成，甚至还可以在一条 DNA 单链和一条 RNA 单
链之间形成（图 2-29) 。 这种现象称为核酸分子杂交 (hybridization) 。 核酸分子杂交是一项被广泛地
应用在分子生物学和医学中的技术， Southern 印迹 、 Northern 印迹 、 斑点印迹 、 原位杂交、 PCR 扩增 、 基
因芯片等核酸检测方法都利用了核酸分子杂交的原理 。 这一技术被广泛地用来研究 DNA 片段在基
因组中的定位、鉴定核酸分子间的序列相似性、检测靶基因在待检样品中存在与否等 。

双链DNA2 DNAl 和 DNA2 的
~尔夕 加温 杂交双链

:,, , 一双链DNA!
双链DNA2
双链DNAl

双链DNA解离成单链DNA

图 2 -29 核酸分子复性和杂交的示意图
来自不同样品的双链 DNAl 和双链 DNA2 解离后，如果它们的序列具有互补性，当温度缓慢降低时，单链
的 DNAl 可以和单链的 DNA2 形成互补的杂化双链

核酸有 DNA 和 RNA 之分，它们是由脱氧核糖核芬酸或核糖核芬酸为基本单位，通过 3',5'-磷酸 沺@

二酣键聚合而成的生物信息大分子 。

DNA 的一级结构是脱氧核糖核芬酸的排列顺序 。 DNA 携带的遗传信息来自于碱基排列的方式 。
DNA 是由两条反向平行的多聚核芬酸链组成，其二级结构是双螺旋 。 两条链上的碱基满足互补关
系，即腺噤呤与胸腺啥唗形成两对氢键的碱基对；鸟嗦呤与胞啥唗形成三对氢键的碱基对 。 具有双螺
旋结构的 DNA 在细胞内还将进一步折叠成为超螺旋结构 。 DNA 的生物功能是作为生物遗传信息复
制的模板和基因转录的模板 。

RNA 一般是 DNA 的转录产物 。 编码 RNA 是指 mRNA, 它是细胞质中蛋白质合成的模板 。 真核
细胞核中的 hnRNA 经过一系列的修饰后成为成 熟 的 mRNA 。 真核成熟 mRNA 含有 5'-帽结构 、 编码区
和 3'- 多聚 (A) 尾结构 。 mRNA 编码区中的每 3 个核芬酸构成了一个密码子，决定了新生多肤链上的
一个氨基酸 。

非编码 RNA 主要有 tRNA 、 rRNA 和一些参与 RNA 剪接和修饰的小 RNA 。 tRNA 在蛋白质合成过
程中作为氨基酸的栽体，为新生多肤链提供合成底物 。 mRNA 密码子与 tRNA 的反密码子通过碱基互
补关系相互识别 。 rRNA 与核糖体蛋白共同构成了核糖体，核糖体是蛋白质合成的场所 。 核糖体为