DNA的復(fù)性指變性DNA 在適當(dāng)條件下,二條互補(bǔ)鏈全部或部分恢復(fù)到天然雙螺旋結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象,它是變性的一種逆轉(zhuǎn)過(guò)程。熱變性DNA一般經(jīng)緩慢冷卻后即可復(fù)性,此過(guò)程稱之為" 退火"(annealing)。這一術(shù)語(yǔ)也用以描述雜交核酸分子的形成(見后)。DNA的復(fù)性不僅受溫度影響,還受DNA自身特性等其它因素的影響。以下簡(jiǎn)要說(shuō)明之。
溫度和時(shí)間。變性DNA溶液在比Tm低25℃的溫度下維持一段長(zhǎng)時(shí)間,其吸光率會(huì)逐漸降低。將此DNA再加熱,其變性曲線特征可以基本恢復(fù)到第一次變性曲線的圖形。這表明復(fù)性是相當(dāng)理想的。一般認(rèn)為比Tm低25℃左右的溫度是復(fù)性的最佳條件,越遠(yuǎn)離此溫度,復(fù)性速度就越慢。在很低的溫度(如4℃以下)下,分子的熱運(yùn)動(dòng)顯著減弱互補(bǔ)鏈結(jié)合的機(jī)會(huì)自然大大減少。從熱運(yùn)動(dòng)的角度考慮,維持在Tm以下較高溫度,更有利于復(fù)性。復(fù)性時(shí)溫度下降必須是一緩慢過(guò)程,若在超過(guò)Tm的溫度下迅速冷卻至低溫(如4℃以下),復(fù)性幾乎是及不可能的,核酸實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常以此方式保持DNA的變性(單鏈)狀態(tài)。這說(shuō)明降溫時(shí)間太短以及溫差大均不利于復(fù)性。
DNA濃度。復(fù)性的第一步是兩個(gè)單鏈分子間的相互作用“成核”。這一過(guò)程進(jìn)行的速度與DNA濃度的平方成正比。即溶液中DNA分子越多，相互碰撞結(jié)合“成核”的機(jī)會(huì)越大。
DNA順序的復(fù)雜性。簡(jiǎn)單順序的DNA分子,如多聚(A)和多聚(U)這二種單鏈序列復(fù)性時(shí),互補(bǔ)堿基的配對(duì)較易實(shí)現(xiàn)。而順序復(fù)雜的DNA,如小牛DNA的非重復(fù)部分,一般以單拷貝存在于基因組中,這種復(fù)雜特定序列要實(shí)現(xiàn)互補(bǔ),顯然要比上述簡(jiǎn)單序列困難得多。在核酸復(fù)性研究中,定義了一個(gè)Cot的術(shù)語(yǔ),(Co為單鏈DNA的起始濃度,t是以秒為單位的時(shí)間),用以表示復(fù)性速度與DNA 順序復(fù)雜性的關(guān)系。在探討DNA順序?qū)?fù)性速度的影響時(shí),將溫度、溶劑離子強(qiáng)度、核酸片段大小等其它影響因素均予以固定,以不同程度的核酸分子重締合部分(在時(shí)間t時(shí)的復(fù)性率)取對(duì)數(shù)后對(duì)Cot作圖,可以得到如圖所示的曲線,用非重復(fù)堿基對(duì)數(shù)表示核酸分子的復(fù)雜性。如多聚(A)的復(fù)雜性為1,重復(fù)的(ATGC)n組成的多聚體的復(fù)雜性為4,分子長(zhǎng)度是105核苷對(duì)的非重復(fù)DNA的復(fù)雜性為105。原核生物基因組均為非重復(fù)順序,故以非重復(fù)核苷酸對(duì)表示的復(fù)雜性直接與基因組大小成正比,對(duì)于真核生物基因組中的非重復(fù)片段也是如此。在標(biāo)準(zhǔn)條件下(一般為0.18ml/L陽(yáng)離子濃度,400核苷酸的長(zhǎng)的片段)測(cè)得的復(fù)性率達(dá)0.5時(shí)的Cot值(稱Cotl/2),與核苷酸對(duì)的復(fù)雜性成正比。對(duì)于原核生物核酸分子，此值可代表基因組的大小及基因組中核苷酸對(duì)的復(fù)雜程度。真核基因組中因含有許多不同程度的重復(fù)序列（repetitive sequence)，所得到的Cot曲線要S曲線復(fù)雜。
