一、DNA變性
DNA變性是指雙螺旋之間氫鍵斷裂，雙螺旋解開(kāi)，形成單鏈無(wú)規(guī)則線團(tuán)，因而發(fā)生性質(zhì)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(jī)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(zhǎng)260nm處紫外吸收的變化追蹤變性過(guò)程。因?yàn)镈NA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(jié)構(gòu)模型中堿基藏于內(nèi)側(cè)，變性時(shí)由于雙螺旋解開(kāi)，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(yīng)（hyperchromic effect)。見(jiàn)圖18-2。
圖18-2 DNA的增色反應(yīng)
如果升高溫度使DNA變性，以溫度對(duì)紫外吸收作圖，可得到一條曲線，稱為溶解曲線（見(jiàn)圖18-3)，由圖可見(jiàn)當(dāng)溫度升高到一定范圍時(shí)，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(wú)明顯變化。由此說(shuō)明DNA變性是在一個(gè)很窄的溫度范圍內(nèi)發(fā)生，增色效應(yīng)是爆發(fā)式的。從而也說(shuō)明當(dāng)達(dá)到一定溫度時(shí)，DNA雙螺旋幾乎是同時(shí)解開(kāi)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(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度)，由于這一現(xiàn)象和結(jié)晶的融解相類似，故又稱融點(diǎn)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(shí)的溫度。醫(yī)學(xué)全在.線提供
圖18-3 DNA的Tm值
綜上所述，Tm值和增色效應(yīng)是目前描述DNA特性所常用的兩個(gè)量。假定一個(gè)DNA大分子最初全部是雙螺旋結(jié)構(gòu)，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(yīng)的大小是DNA性質(zhì)的一個(gè)簡(jiǎn)單指標(biāo)，與分子量無(wú)關(guān)。Tm不是一個(gè)固定的數(shù)值，它與很多因素有關(guān)：pH、離子強(qiáng)度和DNA的堿基比例。隨著溶劑內(nèi)離子強(qiáng)度上升，Tm值也隨著增大。在某一離子強(qiáng)度（～10-3M)以下，無(wú)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(duì)比較，DNA雙螺旋內(nèi)的G-C配對(duì)更為牢固。在相同條件下，DNA內(nèi)G-C配對(duì)含量高，其Tm值也高。
假定在一個(gè)雙鏈DNA分子內(nèi)某些片段含有較多G-C堿基對(duì)，根據(jù)它們局部Tm值差，用電子顯微鏡就可以觀察和測(cè)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(duì)，在某一個(gè)溫度時(shí)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(duì)較多部分仍然保持雙鏈結(jié)構(gòu)。這是一種非常有用的技術(shù)。
DNA的Tm值與以下因素有關(guān)：
�。�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(dòng)物細(xì)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?yàn)镚+C之間有3個(gè)氫鏈，因此G+C含量較高的DNA，Tm值較高，二者的關(guān)系可用以下經(jīng)驗(yàn)式表示：
%（G+C)=（Tm-63.0)×2.44
實(shí)驗(yàn)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(guān)系，見(jiàn)圖18-4。
圖18-4 DNA和Tm值與G-C含量的關(guān)系
�。�3)溶劑的性質(zhì)：Tm不僅與DNA本身性質(zhì)有關(guān)，而且與溶液的條件有關(guān)，通常溶液的離子強(qiáng)度較低時(shí)，Tm值較低，融點(diǎn)范圍也較寬，離子強(qiáng)度增高時(shí)，Tm值長(zhǎng)高，融點(diǎn)范圍也變窄。因此，DNA制劑不應(yīng)保存在離子強(qiáng)度過(guò)低的溶液中，一般保存在1mol/l NaCl溶液中較穩(wěn)定。
