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核酸的理化性质Ⅱ

杂交

核酸杂交是一种利用核酸分子的变性和复性的性质,将来源不同的核酸片段,按照碱基互补配对规则形成异源双链,进而对特定目标核酸进行定性或定量分析的技术。

异源双链可以在DNA与DNA之间,也可在RNA与DNA之间形成。核酸杂交既可以在液相中也可以在固相中进行,它已成为核酸研究中一项常规的技术,像Southern印迹、Northern印迹和DNA芯片都是建立在此项技术的基础之上的。

在医学上,该技术目前已应用于多种遗传性疾病的基因诊断、各种病原体的检测和恶性肿瘤的基因分析等。

核酸的水解

酸、碱和酶均可导致核酸水解。

酸水解

核酸分子内的糖苷键和磷酸二酯键对酸的敏感性不同:糖苷键>磷酸酯键>嘌呤糖苷键>嘧啶糖苷键。

例如,将核酸在pH 1.6和室温下对水透析,或者在100℃下、在pH 2.8的溶液中存放1h,多数嘌呤碱基即可脱落。

核酸的脱嘧啶作用需要在更加剧烈的条件下进行,如使用98%~100%甲酸,在175℃下作用2h,或者使用三氟乙酸在155℃下作用60~80min,多数嘧啶碱基才会脱落。

碱水解

RNA特别是mRNA分子内的磷酸二酯键对碱异常敏感。在室温下,0.3~1mol/L的KOH溶液在约24h可将RNA完全水解,并得到2'-或3'-核苷酸的混合物。

DNA对碱的作用并不敏感,其抗碱水解的意义在于作为遗传物质的DNA应更稳定,不易水解、而RNA(主要是mRNA)是DNA的信使,完成翻译模板任务后应该迅速降解。

酶促水解

核酸可受到多种不同酶的作用而发生水解,但不同的酶对底物的专一性、水解的方式和磷酸二酯键的断裂方式是不同的,因此可以按照上述性质对有关的酶进行分类。

按照底物特异性,可分为只能水解DNA的DNA酶(DNase),只能水解RNA的RNA酶(RNase)和既能水解DNA又能水解RNA的磷酸二酯酶:

按照作用方式,可分为内切核酸酶和外切核酸酶:

按照磷酸二酯键的断裂方式,可分为产物为5'-核苷酸的水解酶和产物为3'-核苷酸的水解酶。