了解RNA的结构与类别；掌握参与蛋白合成的RNA结构特征及其功能，熟悉具有其他功能的RNA；明确DNA与RNA的结构差异。

一、核酸的一般物理性质

1.溶解性

DNA和RNA在细胞内常以核蛋白形式存在，DNA核蛋白可溶于高浓度（1~2mol/L）的NaCl溶液，而RNA核蛋白则易溶于0.14mol/L的NaCl溶液，因此，可用不同浓度的盐溶液分离两种核蛋白。

DNA为白色纤维状固体，RNA为白色粉末状固体，核酸微溶于水，其钠盐在水中的溶解度较大。但不溶于乙醇、乙醚、氯仿；当乙醇浓度达50%时，DNA就沉淀出来，当乙醇浓度达75%时RNA也沉淀出来。

2.分子大小

DNA分子极大，分子量在10⁶以上，RNA的分子比DNA分子小得多。核酸分子的大小可用长度、核苷酸对（或碱基对-bp）数目、沉降系数（S）和分子量等表示。

3.形状及粘度

线性DNA为细长分子，直径与长度之比可达1:10⁷，即使很稀DNA溶液，粘度很大。 RNA溶液的粘度要小得多。变性的或降解的核酸溶液粘度下降。

二、核酸的紫外吸收特性

嘌呤碱和嘧啶碱具有共轭双键，使碱基、核苷、核苷酸和核酸在260nm处有最大的紫外吸收特性。这一特性的实践应用：

（1）定量测定核酸的理论基础——λmax=260nm

（2）核酸纯度鉴定：通常纯品DNA，其OD₂₆₀/OD₂₈₀=1.8；纯品RNA，其OD₂₆₀/OD₂₈₀ =2.0

（3）核酸含量测定：当OD260=1，双链DNA含量相当于50μg/mL、单链DNA/RNA含量相当于40μg /mL、核苷酸含量相当于20μg /mL。

（4）核酸状态的判断：当DNA溶液OD₂₆₀增加，可能产生变性或降解作用。

三、核酸的两性解离性质

1.两性解离

（1）两性离子：核酸分子的酸性解离和碱性解离程度相等，所带的正电荷与负电荷相等粒子称为两性离子。

（2）等电点：以两性离子形式存在在、净电荷为零时的核酸溶液的pH。

（3）在等电点时，核酸溶液的溶解度最小。因此，可以进行沉淀以分离核酸。

（4）核酸在远离等电点偏碱性的溶液中带负电。因此，电泳时在电场中向阳极移动。

2.电泳

（1）电泳的概念：带负电的核酸，在电场中向阳极移动的现象。

（2）电泳的原理：两个效应——电荷效应、分子筛效应。

（3）影响电泳的因素：粒子的带电性质、带电多少，分子大小、分子形状； 介质pH、离子强度，凝胶浓度、电场强度。

（4）电泳应用：分离、鉴定、纯化核酸；核酸分子量测定等。

四、核酸的变性与复性及分子杂交

1.DNA的变性

双链dsDNA间氢键断裂→单链ssDNA，不涉及共价键断裂。变性实质是氢键打开，一级结构不变。变性的核酸链内部碱基暴露出来，产生紫外吸收值增加现象，即增色效应。

核酸变性因素有物理的或化学的：包括加热、极端的pH、有机溶剂、尿素等。

DNA热变性时，双螺旋结构失去一半时的温度称该DNA的熔点或熔解温度（melting temperature），用Tm值表示。DNA的G-C含量高则Tm值高。

伴随变性DNA的理化性质改变：失去生物活性；粘度降低，浮力密度升高，紫外吸收增加（增色效应）。

2. DNA的复性

变性DNA在适当的条件下，彼此分开的两条链又重新缔合为双螺旋的过程。热变性的DNA经缓慢冷却后可复性，这一过程称为退火。复性产生减色效应。

3. 核酸分子杂交

核酸分子杂交基本原理是核酸的变性与复性。两条来源不同、但有互补关系的DNA单链,或DNA单链与RNA分子，在去掉变性条件后互补的区段能够退火形成双链DNA分子或DNA/RNA异质双链的过程称为分子杂交（hybridization）。

核酸分子杂交应用：研究DNA分子中某一种基因的位置；确定两种核酸分子间的序列相似性；检测某些专一序列在待检样品中存在与否；分子杂交也是基因芯片技术的基础。

五、核酸的沉降特性

生物大分子在单位离心力场作用下的沉降速度称为沉降系数。即沉降系数是微颗粒在离心力场的作用下，从静止状态到达极限速度所需要的时间。其单位用Svedberg，即S表示，S=1×10-13秒。生物体核酸、蛋白质等生物大分子物质可以用S表示其分子大小。

六、核酸的降解

核酸的降解分为酸解、碱解及酶解。温和的酸条件，核酸不降解；但长时间、高温及强酸核酸则会水解。

RNA分子在碱性条件下，发生碱解产生2′-核苷酸和3′-核苷酸的混合物；而DNA因为其戊糖的2′位是脱氧的，因此，DNA不能被碱解(稳定)。可以利用些特性进行RNA与DNA的区分。

降解核酸的酶分为：核酸外切酶(5′-外切酶，3′-外切酶)；核酸内切酶。

七、核酸的常用研究方法

核酸的研究中常用的方法有很多。如离心沉降技术、紫外分光光度法（λmax=260nm）、电泳技术、分子杂交技术、聚合酶链式反应（PCR）、序列测定技术、基因芯片技术等。

限制内切酶

核酸内切酶（Restrictionendonuclease, RE）是识别特定DNA序列、并在识别点或其周围切割双链DNA的一类核酸内切酶。按RE的组成、与修饰酶活性关系、切割核酸的情况不同，RE分为三类：Ⅰ类RE与Ⅲ类RE除具有内切酶活性外、还具有修饰酶活性，分子生物学应用最广的是Ⅱ类RE。根据切割位点相对于对称轴的位置不同，RE有三种切割方式：在对称轴5′-侧切割产生5′-粘端；在对称轴3′-侧切割产生3′-粘端；在对称轴处切割产生平齐端。RE在识别和进行切割时，对DNA的识别没有种属特异，因此，限制内切酶在重组DNA的分子操作中具有重要作用，是一把天赐“神刀”。

含某种RE的细胞，要么基因组DNA中不含有该种酶的识别序列，要么通过甲基化酶将甲基转移到识别序列的碱基上，从而起到保护作用免受RE的切割。这也是细菌通过对自己DNA上的识别序列进行甲基化修饰来保护自己的DNA不被RE破坏的机制——即细菌细胞的限制-修饰系统。