DNA复性

DNA的复性指变性DNA在适当条件下，二条互补链全部或部分恢复到天然双螺旋结构的现象，它是变性的一种逆转过程。热变性DNA一般经缓慢冷却后即可复性，此过程称之为“退火”（annealing）。这一术语也用以描述杂交核酸分子的形成。DNA的复性不仅受温度影响，还受DNA自身特性等其它因素的影响。

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温度和时间：变性DNA溶液在比Tm低25℃的温度下维持一段时间，其吸光率会逐渐降低。将此DNA再加热，其变性曲线特征可以基本恢复到第一次变性曲线的图形，表明复性是相当理想的。一般认为比Tm低25℃左右的温度是复性的最佳条件，越远离此温度，复性速度就越慢。在很低的温度（如4℃以下）下，分子的热运动显著减弱，互补链结合的机会自然大大减少。从热运动的角度考虑，维持在Tm以下较高温度，更有利于复性。复性时温度下降必须是一个缓慢过程，若在超过Tm的温度下迅速冷却至低温（如4℃以下），复性几乎是不可能的，核酸实验中经常以此方式保持DNA的变性（单链）状态。这说明降温时间太短以及温差大均不利于复性。

DNA浓度：复性的第一步是两个单链分子间的相互作用“成核”。这一过程进行的速度与DNA浓度的平方成正比。即溶液中DNA分子越多，相互碰撞结合“成核”的机会越大。

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DNA顺序的复杂性：简单顺序的DNA分子，如多聚(A)和多聚(U)这两种单链序列复性时，互补碱基的配对较易实现。而顺序复杂的DNA，如小牛DNA的非重复部分，一般以单拷贝存在于基因组中，这种复杂特定序列要实现互补，显然要比上述简单序列困难得多。在核酸复性研究中，定义了一个Cot的术语（Co为单链DNA的起始浓度，t是以秒为单位的时间），用以表示复性速度与DNA顺序复杂性的关系。在探讨DNA顺序对复性速度的影响时，将温度、溶剂离子强度、核酸片段大小等其它影响因素均予以固定，以不同程度的核酸分子重缔合部分（在时间t时的复性率）取对数后对Cot作图，可以得到如图所示的曲线，用非重复碱基对数表示核酸分子的复杂性。如多聚(A)的复杂性为1，重复的(ATGC)n组成的多聚体的复杂性为4，分子长度是10^5核苷对的非重复DNA的复杂性为10^5。原核生物基因组均为非重复顺序，故以非重复核苷酸对表示的复杂性直接与基因组大小成正比，对于真核生物基因组中的非重复片段也是如此。在标准条件下（一般为0.18 mol/L阳离子浓度，400核苷酸长的片段）测得的复性率达0.5时的Cot值（称Cot1/2），与核苷酸对的复杂性成正比。对于原核生物核酸分子，此值可代表基因组的大小及基因组中核苷酸对的复杂程度。真核基因组中因含有许多不同程度的重复序列，所得到的Cot曲线较S曲线复杂。 ADSFAEQWER353423413434

为了更好地理解DNA复性过程及相关因素，下表总结了影响复性的主要因素：

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DNA复性原理在分子生物学技术中有广泛应用，例如： ADFASDFAF23RQ23R

• 核酸杂交：用于检测特定DNA或RNA序列
• PCR扩增：引物与模板DNA的退火步骤基于复性原理
• Cot分析：用于研究基因组复杂性和重复序列

• Britten, R. J., & Kohne, D. E. (1968). Repeated sequences in DNA. Science, 161(3841), 529-540.
• Wetmur, J. G., & Davidson, N. (1968). Kinetics of renaturation of DNA. Journal of Molecular Biology, 31(3), 349-370.
• Marmur, J., & Doty, P. (1961). Thermal renaturation of deoxyribonucleic acid. Journal of Molecular Biology, 3(5), 585-594.
• 苏慧慈, 刘毅. (2015). 分子生物学原理. 科学出版社. (中文参考)