少于15bp的双链DNA片段极不稳定。 变性导致DNA 一些理化及生物学性质改变: 变性DNA溶液粘度降低：DNA双螺旋是紧密的―刚性‖结构，变性后变成―柔软‖ 而松散的无规则单股线性结构，DNA粘度因此而明显下降。增色效应或高色效应(hyperchromic effect)是变性后DNA 溶液的紫外吸收作用增强的效应。 变性后DNA在260nm下的紫外吸收光密度的观测值通常较变性前有明显增加。DNA分子对紫外光的吸收峰在260nm。DNA分子中碱基间电子的相互作用是紫外吸收的结构基础，但双螺旋结构有序堆积的碱基又―束缚‖了这种作用。变性DNA的双链解开，碱基中电子的相互作用更有利于紫外吸收，故产生增色效应。不同来源DNA的变化不一，如大肠杆菌DNA经热变性后，其260nm的光密度值可增加40%以上，其它不同来源的DNA溶液的增值范围多在20~30%之间。热变性使DNA分子双链解开所需温度称为熔解温度( melting temperature，简写Tm)。 热变性是在很狭的温度范围内突发的跃变过程， 很像结晶达到熔点时的熔化现象，故名熔解温度。 以温度对DNA溶液的紫外吸光率作图，得到的典型DNA变性曲线呈S型。S型曲线下方平坦段，表示DNA的氢键未被破坏，待加热到某一温度处时，次级键突发断开，DNA迅速解链，同时伴随吸光率急剧上升，此后因―无链可解‖而出现温度效应丧失的上方平坦段。 到一半）时的温度。 DNA本身性质决定了Tm (1)DNA的均一性 变性的DNA链各部分的氢键断裂所需能量较接近，Tm值范围较窄，反之亦然。样品DNA的组成是否均一：如样品中只含一种病毒DNA，Tm值范围较窄，若混杂其它DNA，则Tm值范围较宽。原因也与DNA的碱基组成有关。 DNA分子中碱基组成的均一性：如人工合成的只含有一种碱基对的多核苷酸片段，比天然DNA的Tm值范围窄。因它在变性时的氢链断裂几乎可―齐同‖进行，故要求的变性温度更趋于一致。 (2)DNA的(G+C)含量 不同生物中（G+C）含量可从20%~80%。Tm值的高低取决于DNA分子中的(G+C)的含量。(G+C)含量越高，Tm值越高。G-C碱基对有3对氢键，A-T碱基对有2对氢键，DNA中(G+C)含量高能增强结构的稳定性，破坏G-C间氢键需比A-T氢键付出更多的能量，故(G+C)含量高的DNA，其变性Tm也高。一定离子强度下(DNA溶于0.2mol/L NaCl): Tm与(G+C)含量(X) 的关系可用经验公式表示： X%(G+C)=2.44(Tm-69.3) 噬菌体DNA含有超过48.5 Kbp，在高pH条件下富含 A+T区域开始变性。 2.2.3.2 DNA的复性(renaturation)
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过程。 已经变性的DNA需要下列条件才能复性： ①有足够的盐浓度以消除磷酸基的静电斥力，常用的盐浓度为0.15至0.50mo1/L的NaCl。 ②有足够高的温度以破坏无规则的链内氢键，但温度太高，又会使配对碱基之间的氢键又难以形成的。
复性机制：复性首先从单链分子的无规则随机碰撞运动开始，这与DNA浓度、溶液温度和离子强度有关。有时两条单链之间非对应的某一小段碱基之间也能形成氢键，但这样会使链上的大部分碱基都不能互补，所形成的氢键都是短命的，很快会被分子的热运动所瓦解。只有当应该配对的一部分碱基（10～20bp）相互靠近时，特别是富含G－C的序列先形成氢键而产生一个或几个双螺旋核心（成核作用，nucleation ），然后两条单链的其余部分就会像拉链一样迅速形成双螺旋结构。完全变性DNA一般需要几个小时才能复性。复性DNA分子不一定是原有的一对互补链，大部分复性DNA分子都不
是原 配的。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)。 " 退火"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。 温度和时间：变性DNA溶液在比Tm低25℃的温度下维持一段长时间，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。这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。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)，复性几乎是及不可能的，核酸实验中经常以此方式保持DNA的变性(单链)状态。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。DNA顺序的复杂性：简单顺序的DNA分子，如多聚(A)和多聚(T)这二种单链序列复性时，互补
碱基的配对较易实现。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，显然要比简单序列困难得多。 在复性实验中，若将初始浓度、温度、离子强度、片段大小都确定后，则唯一可变的因素就是顺序的复杂性。速度常数k与DNA的复杂性成反比。 序列复杂的DNA分子复性较慢，反映在c0t1/2值上
则较大；Poly A和poly U的序列复杂度最小，复性最快。高度重复的小鼠卫星DNA是小鼠DNA中c0t1/2最小的组分；