（一）DNA的二级 结构
1953年，J. Watson和 F. Crick 在前人研究工 作的基础上，根据DNA 结晶的X-衍射图谱和分 子模型，提出了著名的 DNA双螺旋结构模型， 并对模型的生物学意义 作出了科学的解释和预 测。
腺嘌D呤NA的二级胸结腺嘧构啶（双螺旋）
1.DNA碱基互补原则
减色效应（低色效应） —— 复性时紫外吸收减少
用Cot1/2表示复性的速度
Co：代表DNA的原始浓度 t：复性时间 Cot1/2复性一半所需时间与DNA浓度的乘
积 单位：mol s/L
提问：为什么核酸有紫外吸光性？ 答案：碱基含有共轭双键，最大吸收波长260nm 提问：什么是DNA的变性？ 答案：DNA双螺旋二级结构的破坏 提问：变性因素有哪些？ 变性因素：高温（一般＞75℃）、强氧化剂、
机理：双链间氢键断开，成为两条单链
（3）增色效应
完全变性后核酸紫外吸收值增加： 天然DNA 25－40%、RNA 约1.1% ——这种由于变性或降解引起紫外吸收
增加的现象称为增色效应. 实质：碱基暴露
RNA变性：从螺旋到线团之间的转变
RNA的变性引起的性质变化没有DNA明显
DNA变性
（4）DNA热变性的特征
答案：压缩分子空间
（二）原核生物以及真核生物细胞器环状 DNA的超螺旋三级结构
染色 体
质粒
叶绿体中 含有环状 DNA
细菌等原核生物
线粒体中含 有环状DNA
环状 DNA
右旋
反之，则为正超螺旋 自然界通常为负超螺旋。
负超螺旋
固定 （右手拓扑结构）
第四节 核酸及核苷酸的性质
一、核酸的溶解性
RNA和DNA 均微溶于水， 不溶于一般的有机溶剂
强酸、碱、尿素等； 变性机理是什么？ 机理：双链间氢键断开，成为两条单链；
提问：什么是核酸的复性？
答案：一定条件下，去除变性因素后，核酸恢复二级结构及 生物活性的现象。
缓
慢
冷
高温变性
却
热复性
急
速
冷
却
复性失败
五、核酸的降解
化学降解（酸/碱水解）和酶解 作用于磷酸二酯键和糖苷键 DNA/RNA对酸/碱耐受程度有差别
二、核酸的两性性质及等电点
核酸分子中含有酸性基团（磷酸基）和碱性基团 （氨基），也具有两性性质。
DNA等电点为4～4.5； RNA等电点为2～2.5
三、核酸的紫外吸收性质
碱基含有共轭双键 独特的紫外吸收光谱：
最大吸收峰260nm左右 ——核酸及其组份定性
和定量测定的依据。
四、核酸的变性、复性
其他组合易相互排斥 例 如 G:T
胞嘧啶
鸟嘌呤
＊因 此 ， DNA 的 双 股 系 藉 着 A:T 和 G : C的 配 对 关 系互相结合。
2. Chargaff定则/碱基等比定律： 嘌呤总数等于嘧啶总数 A+G=C+T； 6位上含氨基的碱基= 6位上含羰基的碱基；
A+C=G+T 腺嘌呤和胸腺嘧啶的摩尔数相同 A=T， 胞嘧啶和鸟嘌呤的摩尔数相同 C=G DNA分子的碱基组成具有种属特异性，而不具 有组织器DNA分子上核苷酸的排列顺序
浏览书上关于基因（组）的概念
（二）DNA的二级结构（高级结构）
1. DNA的碱基组成：
具有生物种的特异性： 不同物种DNA有其独特的碱基组成； 同一物种不同组织/器官/DNA碱基组成一样， 不受生长发育、营养状况及环境条件的影响。
A对T，GC连，配对时， 靠氢键， AT2，GC3， 十碱基，转一圈，螺距 34点中间。
碱基力和氢键，维持螺 旋结构坚。
（AT2，GC3是指之间二个氢 键GC间三个.螺距34点中间即 3.4）
其他类型的DNA双螺旋
在真/原核细胞皆有 证据显示短的Z型 DNA 存 在 。
Z 型 DNA左旋、细长
1、变性（denaturation）
（1）变性的实质 某些理化因素破坏了氢键和碱基堆积力， 使核酸分子高级结构改变、理化性质及 生物活性发生改变。 不涉及磷酸二酯键断裂，一级结构不变
降解：核苷酸骨架上3’，5 ’-磷酸二酯键的断裂
（2）变性因素
高温（一般＞75℃）— 热变性 强酸、碱 — 酸碱变性 强氧化剂 尿素（PAGE中DNA ）
不易用稀电解质保存DNA
核酸的复性（renaturation）
变性DNA在适当的条件下，两条彼此分开的 单链重新缔合成双链——复性。
复性的程度、速率与复性条件有关： 热变性DNA骤然冷却（淬火）不能复性 将变性DNA缓慢冷却（退火）可以复性
DNA复性
分子量越大复性越难； 浓度越大，复性越容易； DNA复性也与它本身组成和结构有关 （有很多重复序列DNA，复性也快）。
变性过程是“跃变式”的，而非渐变,是一 种协同的过程。
Tm
引起DNA变性的温度称为熔点——Tm
指增色效应达50%时的温度 DNA变性一半所需的温度
一般DNA Tm 值在85 - 90 C之间。
Tm值大小与下列因素有关：
（1）DNA的均一性：越均一Tm的范围愈小 （2）G－C含量：越多Tm越高
经验公式： XG+C＝（Tm－69.3）×2.44 （3）介质中的离子强度：愈高Tm愈高
3.二级结构—B型双螺旋结构
5`
3`
1.反向，平行，右手螺旋，
大沟，小沟 2.链间碱基配对相连
小沟
3.每10个碱基对上升一周
4.疏水碱基位于内部
5.相邻碱基平面互相平行， 垂直于螺旋轴
大沟
3`
5`
大 部 分 DNA 所 具 有 的 双 螺 旋 结 构 ， 亦 称 为B型
DNA，双螺旋，正反向， 互补链。
1、碱水解
0.3 M NaOH溶液中: • RNA磷酸酯键被水解生成2’/3’ -核苷酸 •DNA则不受影响 无2’－OH不形成碱水解中间产物
2、酸水解
糖苷键比磷酸酯键更易被酸水解； 嘌呤碱比嘧啶碱的糖苷键对酸更不稳定； 对酸最不稳定的：嘌呤与脱氧核糖间糖苷键
双螺旋结构的稳定因素
提问：起稳定作用的有哪些力呢？
答案：疏水作用力（碱基堆积力） 氢键 范德华力
三、 DNA的三级结构
（一）真核细胞染色体的DNA念珠状三级结构
DNA的存在形式
人体每个体细胞DNA长2m,细胞直 径0.1mm,细胞核0.05mm
提问：DNA形成 三级结构及染色 体的意义何在？