【正文】 度越高 ,復(fù)性的速度越快 。 ③ DNA的重復(fù)序列越多 ,復(fù)性的速度越快 。 ④溶液的 pH過(guò)高或過(guò)低 ,復(fù)性的速度均會(huì)降低 。 ⑤ DNA的片段越大 ,復(fù)性的速度越慢 。 ? 2． RNA的結(jié)構(gòu) ? RNA主要有三大類(lèi)，分別是：核糖體 RNA(rRNA)，占 RNA總量的 80％以上，是核糖體的主要成分；轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(1RNA)，占總量的 15％，在蛋白質(zhì)的合成中搬運(yùn)氨基酸；信使RNA(mRNA)，占總量的 5％，是合成蛋白質(zhì)的模板。不同種類(lèi)的 RNA結(jié)構(gòu)各不相同，為了表述方便，將mRNA作為一級(jí)結(jié)構(gòu)的例子， tRNA作為二級(jí)結(jié)構(gòu)、三級(jí)結(jié)構(gòu)的例子。 ? ? (1)一級(jí)結(jié)構(gòu) ? RNA分子的基本結(jié)構(gòu)是一條線形的多核苷酸鏈，由四種核苷酸以 3′， 5’磷酸二酯鍵連接而成。 RNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)是指RNA鏈上的核苷酸順序以及各功能部位的排列順序。 ? mRNA是以 DNA為模板轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的，一般原核 mRNA直接轉(zhuǎn)錄生成，而真核 mRNA首先形成的是分子大小極不均一的hnRNA，再經(jīng)過(guò)加工成為成熟的 mRNA。原核 mRNA一般為多順?lè)醋樱匆粭l mRNA鏈含有指導(dǎo)合成幾種蛋白質(zhì)的信息。它的 5′末端和 3′末端無(wú)特殊結(jié)構(gòu)。在分子內(nèi)部，一個(gè)順?lè)醋拥木幋a區(qū)，是從起始密碼 AUG開(kāi)始，到終止密碼 UAG為止，各順?lè)醋拥木幋a區(qū)之間，以及 5′端第一個(gè)順?lè)醋拥木幋a區(qū)之前， 3′端最后一個(gè)順?lè)醋泳幋a區(qū)之后，都含有一段非編碼區(qū)。真核 mRNA一般為單順?lè)醋?，一條 RNA只翻譯產(chǎn)生一種多肽鏈。真核細(xì)胞成熟 mRNA分子 3’端有 150200個(gè)腺苷酸 (A)順序，即多聚腺苷酸 (polyA)，它的作用可能是使 mRNA分子穿過(guò)核膜進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)； 5′端是一個(gè)甲基化的鳥(niǎo)苷酸，即 G帽，它除起保護(hù)作用外，還使 mRNA分子識(shí)別核糖體，和核糖體結(jié)合，進(jìn)行蛋白質(zhì)合成。 (2)二級(jí)結(jié)構(gòu) RNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)是指單鏈 RNA自身回折，鏈內(nèi)的互補(bǔ)堿基對(duì)形成的局部雙螺旋區(qū)與非配對(duì)順序形成的突環(huán)相間分布的花形結(jié)構(gòu)。 ? tRNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)是三葉草型的，一般由四臂四環(huán)組成 (分子中由 AU、 CC堿基對(duì)構(gòu)成的雙螺旋區(qū)叫臂，不能配對(duì)仍顯單鏈的部分叫環(huán) )。四環(huán)是： D環(huán) (I)、反密碼子環(huán) (Ⅱ )、TΨC環(huán) (Ⅳ )和可變環(huán) (Ⅲ )，四臂為氨基酸接受臂、 D臂、反密碼子臂和 TΨC臂。在氨基酸接受臂， 3’OH端有一個(gè)單鏈區(qū) NCCA3’OH，在氨基酸合成酶的作用下，活化了的氨基酸連接 tRNA分子末端腺苷 3’OH上；在反密碼子環(huán)上其中有 3個(gè)堿基代表著某種氨基酸的反密碼子，正好與 mRNA配對(duì)，如圖 1114所示。 (3)三級(jí)結(jié)構(gòu) RNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)在細(xì)胞中還要進(jìn)一步回折扭曲，以使分子內(nèi)部的自由能達(dá)到最小值；在二級(jí)結(jié)構(gòu)中突環(huán)上未配對(duì)的堿基，由于 RNA鏈的再度扭曲而與另一突環(huán)上的未配對(duì)堿基相遇，形成新的氫鍵配對(duì)關(guān)系，其結(jié)果使平面的二級(jí)結(jié)構(gòu)變成立體的三級(jí)結(jié)構(gòu)，如圖 l115所示。 tRNA的三葉形的二級(jí)結(jié)構(gòu)變成三級(jí)結(jié)構(gòu)的倒 L型， tRNA發(fā)揮生物功能以其倒 L型三級(jí)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ) 。 ? (三 )核酸的性質(zhì) ? 1．一般理化性質(zhì) ? 核酸既有磷酸基，又有堿性基團(tuán)，是兩性電解質(zhì)，因磷酸的酸性強(qiáng)，通常表現(xiàn)為酸性。DNA為白色纖維狀固體， RNA為白色粉末，都微溶于水，不溶于一般有機(jī)溶劑，常用乙醇從溶液中沉淀核酸。 D核糖與濃鹽酸和苔黑酚 (甲基間苯二酚 )共熱產(chǎn)生綠色， D2脫氧核糖與酸和二苯胺一同加熱產(chǎn)生藍(lán)紫色。可利用這兩種糖的特殊顏色反應(yīng)區(qū)分 DNA和RNA或作為二者測(cè)定的基礎(chǔ)。 ?2．核酸的紫外吸收性質(zhì) ? 核酸中的嘌呤和嘧啶環(huán)的共軛體系強(qiáng)烈吸收 260290nm波段紫外光，最大吸收值在260nm處。利用這一特性可以對(duì)核酸進(jìn)行定性和定量測(cè)定。如待測(cè) DNA或 RNA樣品的純度，可用它們的 A260／ A280的比值來(lái)判斷，純 DNA溶液的 A260／ A280比值為 1． 8，而純 RNA溶液的比值為 2． 0，樣品中若含有蛋白質(zhì)，則 A260／ A280的比值要下降，因?yàn)榈鞍踪|(zhì)的最大吸收峰在 280nm。純核酸在變性時(shí)，吸收值顯著升高，稱(chēng)為增色效應(yīng)。在一定條件下，變性的核酸可復(fù)性，則吸收值又回復(fù)至原來(lái)水平，稱(chēng)減色效應(yīng)。 ? 六、其他重要化合物 ? (一 )ADP和 ATP ? 生物體內(nèi)腺苷一磷酸 (AMP)可與一分子磷酸結(jié)合成腺苷二磷酸 (ADP)， ADP再與一分子磷酸結(jié)合成腺苷三磷酸 (ATP)。ATP的三個(gè)磷酸殘基之間的磷酸酯鍵是高能磷酸鍵，在水解時(shí)能放出 30． 5焦耳／摩爾的熱能，一般用“～”符號(hào)表示。故 ATP可寫(xiě)成 A一 P～ P～ P。 ? ATP在生物體對(duì)化學(xué)能的貯存和利用的過(guò)程中起著關(guān)鍵的作用。 ATP水解時(shí)，高能磷酸鍵釋放大量自由能，這些能可被轉(zhuǎn)移到其他分子，也可用來(lái)完成各種耗能活動(dòng)，如運(yùn)動(dòng)、物質(zhì)的吸收、物質(zhì)運(yùn)輸和合成等。 ATP水解時(shí)通常只有最后一個(gè)高能鍵水解放能，而成為 ADP(ATP→ADP+Pi+ 能量 )。生物細(xì)胞中的 ATP數(shù)量不會(huì)由于水解而大量減少，因?yàn)樵贏TP水解的同時(shí)， ATP也在不斷合成 (ADP+Pi+能量 → ATP)，生物體內(nèi)主要通過(guò)氧化磷酸化或底物磷酸化作用使 ADP轉(zhuǎn)變成 ATP，綠色植物還可通過(guò)光合磷酸化作用使 ADP轉(zhuǎn)變成ATP。 ATPADP循環(huán)是生物體系能量交換的基本方式。 ? ?(二 )NAD+和 NADH、 NADP+和 NADPH ? NAD+又叫輔酶 Ⅰ ，全稱(chēng)煙酰胺腺嘌呤二核苷酸， NADP+又叫輔酶 Ⅱ ，全稱(chēng)煙酰胺腺嘌呤二核苷磷酸。它們是多種脫氫酶的輔酶，是遞氫體，能從底物取得電子和氫。 ? 3．核酸的變性和復(fù)性 ? 核酸的變性是指雙螺旋區(qū)氫鍵斷裂，空間結(jié)構(gòu)破壞，形成單鏈無(wú)規(guī)則線團(tuán)狀態(tài)的過(guò)程。變性只涉及次級(jí)鍵的變化，而不涉及磷酸二酯鍵的斷裂，故一級(jí)結(jié)構(gòu)并不發(fā)生破壞 (磷酸二酯鍵的斷裂稱(chēng)為核酸降解 )。核酸變性以后，紫外吸收值明顯升高，黏度下降，浮力密度升高，生物功能部分或全部喪失。引起核酸變性的因素很多，如溫度、有機(jī)溶劑、酸堿度、尿素、酰胺等試劑均可以使核酸變性。 DNA熱變性是爆發(fā)式的，只在很窄的溫度范圍之內(nèi)發(fā)生。通常將熱變性溫度稱(chēng)為“熔點(diǎn)”或解鏈溫度，用 Tm表示。 DNA的解鏈溫度 Tm是指增色效應(yīng)達(dá)到最高值一半時(shí)的溫度。 Tm值與堿基組成有關(guān)， C—C含量高的核酸， Tm值也高，兩者成正比，可用經(jīng)驗(yàn)公式表示： (G—C)％ =(Tm—69． 3)X2． 44。 ? DNA復(fù)性是指變性核酸的互補(bǔ)鏈在適當(dāng)條件下重新締合成雙螺旋的過(guò)程。變性核酸復(fù)性時(shí)需緩慢冷卻，故又稱(chēng)退火。在退火條件下，不同來(lái)源的 DNA互補(bǔ)區(qū)形成雙鏈，或 DNA單鏈和 RNA鏈的互補(bǔ)區(qū)形成 DNARNA雜交雙鏈，此過(guò)程稱(chēng)分子雜交。分子雜交技術(shù)在核酸結(jié)構(gòu)與功能的研究上是一個(gè)重要手段。 核酸的雜交及其應(yīng)用 在 DNA變性后的復(fù)性過(guò)程中，如果將不同種類(lèi)的 DNA單鏈分子或 RNA分子放在同一溶液中，只要兩種單鏈分子之間存在著一定程度的堿基配對(duì)關(guān)系，在適宜的條件（溫度及離子強(qiáng)度）下，就可以在不同的分子間形成雜合雙鏈。 這種雜合雙鏈可以在不同的 DNA與 DNA之間形成，也可以在 DNA和 RNA分子間或者 RNA與 RNA分子間形成。這種現(xiàn)象稱(chēng)為核酸分子雜交。 (三 ) DNA的分子雜交技術(shù) 通常將 其中的一方 用放射性同位素標(biāo)記，稱(chēng)作 探針 ，現(xiàn)在的探針多為人工合成的短片段。 將人工合成的 探針 用點(diǎn)樣機(jī)點(diǎn)到玻璃或塑料基片上形成高密度的 陣列，將 樣品 DNA用限制性?xún)?nèi)切酶切割成一定大小的片段，變性后用 熒光分子標(biāo)記， 再進(jìn)行 分子雜交操作， 這就是DNA芯片技術(shù) 的基本原理。生物芯片技術(shù)有非常廣闊的應(yīng)用前景。