一、DNA變性
DNA變性是指雙螺旋之間氫鍵斷裂，雙螺旋解開，形成單鏈無規(guī)則線團，因而發(fā)生性質改變（如粘度下降，沉降速度增加，浮力上升，紫外吸收增加等)，稱為DNA變性。加熱、改變DNA溶液的pH、或受有機溶劑（如乙醇、尿素、甲酰胺及丙酰胺等)等理化因素的影響，均可使DNA變性。
通常，可利用DNA變性后波長260nm處紫外吸收的變化追蹤變性過程。因為DNA在260nm處有最大吸收值這一特征是由于含有堿基組成的緣故，在DNA雙螺旋結構模型中堿基藏于內(nèi)側，變性時由于雙螺旋解開，于是堿基外露，260nm紫外吸收值因而增加，這一現(xiàn)象稱為增色效應（hyperchromic effect)。見圖18-2。
圖18-2 DNA的增色反應
如果升高溫度使DNA變性，以溫度對紫外吸收作圖，可得到一條曲線，稱為溶解曲線（見圖18-3)，由圖可見當溫度升高到一定范圍時，DNA溶液在260nm處的吸光度突然明顯上升至最高值，隨后即使溫度繼續(xù)升高，其吸光度也無明顯變化。由此說明DNA變性是在一個很窄的溫度范圍內(nèi)發(fā)生，增色效應是爆發(fā)式的。從而也說明當達到一定溫度時，DNA雙螺旋幾乎是同時解開的。通常人們把50%DNA分子發(fā)生變性的溫度稱為變性溫度（即熔解曲線中點對應的溫度)，由于這一現(xiàn)象和結晶的融解相類似，故又稱融點或融解溫度（melting temperature, Tm)。因此Tm是指消光值上升到最大消光值一半時的溫度。醫(yī)學全在.線提供
圖18-3 DNA的Tm值
綜上所述，Tm值和增色效應是目前描述DNA特性所常用的兩個量。假定一個DNA大分子最初全部是雙螺旋結構，在熱變性后消光系數(shù)上升30%以上；如果DNA原先局部就處于單鏈狀態(tài)（例如在分子末端)，則變性后上升較少。增色效應的大小是DNA性質的一個簡單指標，與分子量無關。Tm不是一個固定的數(shù)值，它與很多因素有關：pH、離子強度和DNA的堿基比例。隨著溶劑內(nèi)離子強度上升，Tm值也隨著增大。在某一離子強度（～10-3M)以下，無需加熱就使溶于其中的DNA出現(xiàn)不可逆變性。與A-T堿基配對比較，DNA雙螺旋內(nèi)的G-C配對更為牢固。在相同條件下，DNA內(nèi)G-C配對含量高，其Tm值也高。
假定在一個雙鏈DNA分子內(nèi)某些片段含有較多G-C堿基對，根據(jù)它們局部Tm值差，用電子顯微鏡就可以觀察和測量到這些片段，如在DNA某一片段內(nèi)含有較多的A-T堿基對，在某一個溫度時就可能出現(xiàn)雙鏈解離的現(xiàn)象。但在同一溫度下，含G-C對較多部分仍然保持雙鏈結構。這是一種非常有用的技術。
DNA的Tm值與以下因素有關：
�。�1)DNA的均一性：均一DNA如病毒DNA，解鏈發(fā)生在很窄的范圍內(nèi)，而不均一的DNA如動物細胞NDA其Tm值的范圍則較寬。
�。�2)DNA分子中（G+C)的含量：一定條件下DNA的Tm值，由G+C含量所決定，因為G+C之間有3個氫鏈，因此G+C含量較高的DNA，Tm值較高，二者的關系可用以下經(jīng)驗式表示：
%（G+C)=（Tm-63.0)×2.44
實驗表明DNA分子中（G+C)克分子含量百分比的大小與Tm值的高低呈直線關系，見圖18-4。
圖18-4 DNA和Tm值與G-C含量的關系
�。�3)溶劑的性質：Tm不僅與DNA本身性質有關，而且與溶液的條件有關，通常溶液的離子強度較低時，Tm值較低，融點范圍也較寬，離子強度增高時，Tm值長高，融點范圍也變窄。因此，DNA制劑不應保存在離子強度過低的溶液中，一般保存在1mol/l NaCl溶液中較穩(wěn)定。
