Принцип метода

Структуру двойной спирали ДНК (или РНК), скрепленную водородными связями, можно разрушить нагреванием, поскольку спаренные, не связанные между собой ковалентно, две полинуклеотидные цепи ДНК после разрыва всех водородных связей полностью разделяются.

Процесс разделения цепей называют денатурацией или плавлением ДНК. Денатурация происходит в узком интервале температур и сопровождается гиперхромным эффектом, т.е. при этом происходит возрастание поглощения ультрафиолетовых лучей. Температуру, при которой происходит разделение цепей ДНК, называют точкой плавления (Т пл.), которая в зависимости от состава ДНК имеет величину примерно 85-95^о C. Процесс денатурации ДНК обратимый, т.е. при снижении температуры происходит восстановление водородных связей – отжиг – образование двойной спирали. Это явление называют ренатурацией (рис. 12.2.). Ренатурация связана со специфичностью спаривания азотистых оснований между комплементарными цепями. Реакция происходит в две стадии: вначале короткие комплементарные последовательности двух цепей случайно соединяются друг с другом и образуют двухспиральный участок, затем образуется длинная двухцепочечная структура с восстановлением первоначальных свойств, утраченных при денатурации.

В ренатурации участвуют две комплементарные последовательности. Если при этом взяты цепочки молекулы ДНК из различных источников, то говорят о гибридизации, например при отжиге ДНК и РНК.

В основе гибридизации лежит тот же принцип спаривания комплементарных оснований, который обеспечивает репликацию ДНК или ренатурацию молекул. Способность к гибридизации двух препаратов нуклеиновых кислот является строгим тестом на комплементарность их последовательностей.

Рис. 12.2. Схема денатурации и ренатурации ДНК; двойная спираль образуется по принципу комплементарности азотистых оснований.

а) нативная молекула ДНК,

б) денатурированная молекула ДНК,

в) ренатурированная молекула ДНК.