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脱氧核糖核酸( DNA)基础原理之碱基配对和DNA链的

发布时间:2016-05-17 点击:
在自然状态下,细胞中DNA的两股单链是通过“杂交”的方式绞合在一起的。核苷酸是通过碱基之间的氢键与其互补碱基实现配对,碱基互补原则是腺嘌呤与胸腺嘧啶配对,而鸟嘌呤与胞嘧啶配对(如图)。
 
A-T碱基对间有两个氢键,G-C碱基对间有三个氢键,因此,G-C碱基对比A-T碱基对相对稳定。因为碱基配对现象,两股DNA单链形成了双螺旋结构(如图)。
DNA的两条链呈“反向平行”,一条链从5’到3 ’的顺序排列,与之相连的另一条链则从3’到5’排列。如果已知一条DNA链的顺序,通过碱基配对原则,即A和T配对、G和C配对,可以很容易确定互补链碱基的顺序。因为是由James Watson和Francis Crick在1953年发现的这一结构关系,所以这种结合有时也被叫做Watson-Crick碱基配对。
    
双链的杂交是DNA的基础结构。但是,我们可以利用升高温度和化学处理,打断存在于碱基对之间用于维持两股单链DNA键绞合的氢键,这个过程叫“变性”。加热DNA到接近沸点温度使双链解离是DNA变性的常用方法。低离子强度的盐溶液或化学变性剂如脲、甲酰胺等可以与核苷酸形成氢键,阻止互补单链的相互结合,使DNA双螺旋结构不稳定进而使其变性。
    
变性是一个可逆的过程。若双链DNA被加热,则分为两条单链;而DNA样本冷却后,单链DNA将找到自己的互补序列,彼此间重新杂交或退火。两条互补DNA链重新结合的过程叫“复性”或“重退火”。