(1)DNA堿基比
DNA堿基比[(G+C)mol %],以G+C物質(zhì)的量分數(mol %)表示:
(G+C)mol %=(G+C)/(A+T+G+C)%
該比值的變化范圍很大,原核生物變化范圍是20—78%,真核生物的變化范圍為30%—60%。
目前已經(jīng)測定了大量生物的DNA堿基組成,從中可以發(fā)現一些帶有規律性的結論:①親緣關(guān)系密切而表型又高度相似的微生物應該具有相似的DNA堿基比;不同微生物之間的 DNA堿基比差別很大,則表明它們之間親緣關(guān)系疏遠。②DNA 堿基比相同或相似的微生物并不一定表明它們之間的親緣關(guān)系就一定相近,這是因為DNA堿基比只是指DNA中4種堿基的含量,并未反映出堿基在DNA分子中的排列順序。③一般認為,DNA堿基比相差超過(guò)5%就不可能是屬于同一個(gè)種,DNA堿基比相差超過(guò)10%可考慮是不同屬。
DNA堿基比可用化學(xué)方法或物理方法測定。由于化學(xué)方法比較費時(shí),而且誤差也較大,因此目前比較常用物理方法進(jìn)行測定,尤其是熱變性溫度法。該法操作比較簡(jiǎn)便,重復性較穩定,常被作為首選而采用。該法是用紫外分光光度計測定DNA的熔解溫度(Tm)。它的基本原理是:首先將DNA溶于一定離子強度的溶液中,然后加熱。當溫度升到一定的數值時(shí),兩條核苷酸單鏈之間的氫鍵開(kāi)始逐漸被打開(kāi)(DNA開(kāi)始變性)分離,從而使DNA溶液365紫外吸收明顯增加;當溫度高達一定值時(shí),DNA完全分離成單鏈,此后繼續升溫,DNA溶液的紫外吸收也不再增加。DNA的熱變性過(guò)程(即增色效應的出現)是在一個(gè)狹窄的溫度范圍內發(fā)生的,紫外吸收增加的中點(diǎn)值所對應的溫度稱(chēng)為該DNA的熱變性溫度或熔解溫度。在DNA 分子中,GC堿基對之間有3個(gè)氫鍵,而AT堿基對只有2個(gè)氫鍵。因此,若細菌的DNA分子G+C含量高,其雙鏈的結合就比較牢固,使其分離成單鏈則需較高的溫度。在一定離子濃度和一定pH的鹽溶液中,DNA的Tm值與DNA的G+C含量成正比。因此,只要用紫外分光光度計測出一種DNA分子的Tm值,就可以計算出該DNA的G+C含量。
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