在双螺旋内部，一层碱基对堆积在另一层碱基对上。碱基堆积对双螺旋稳定性的贡献表 现在两个方面。碱基堆积构成的疏水效应稳定了DNA双螺旋结构。疏水碱基聚集于双螺旋 内部（避开DNA的水环境），而双螺旋表面更亲水。双螺旋结构的这种排列与蛋白质折叠 很相似（蛋白质折叠将疏水残基包裹在分子内部、亲水残基暴露于分子外部）(2.4节)。疏 水效应使碱基推积于另一个碱基之上。堆积碱基之间的吸引力是范德华力。单个范德华力很 弱，通常在2~4kJ/mol(0.5~1kca/mol)。然而，双螺旋核酸分子中大量原子处于范德华 接触状态，因此范德华的净效应，即这些原子相互作用力的总和非常显著。此外DNA分子 骨架的五元环糖基具有刚性结构，有利于碱基堆积。 图4.13DNA纤维的戴面图。在双螺旋内部一个碱基对几乎正好堆积在另一碱基对的顶部。 双螺旋结构有利于遗传信息的精确传递 DNA的双螺旋结构和碱基之间形成碱基对提示遗传物质是如何复制的。双螺旋中一条 链核苷酸序列能精确决定另一条互补链的核苷酸序列。一条链的鸟嘌呤总是与另一条链的胞 嘧啶配对，其余碱基配对均遵循这些法测。因此双螺旋DNA链分开后形成的两条链都可充 当模板指导新的双螺旋DNA的构建。结果，子代DNA分子有一条链是来自亲本，另一条 链是新合成的。这就是半保留复制。 1958年Mathew Meselson和Franklin Stahl的试验验证了这个假说。他们用15N标记亲 本DNA,因此DNA链比普通DNA链重。将大肠杆菌置于以15N标记的NH4CI作为唯一氦 源的培养基中生长多代，其DNA就完全为15N标记。然后将细菌转移到只含有14N作为氨 源的培养基中生长，看看15N和1N在DNA中的分布。 密度梯度平衡离心分析15N和1N在DNA中的分布。少量DNA分子溶于密度接近 DNA(I.7gmL)的CsCI溶液中。离心直至平衡状态。此时沉降和扩散这两个相反作用达到平 衡，在离心管中形成1.66~1.76gmL的密度梯度。此时，DNA分子被迫进入密度与自身密 度相等的介质中。离心导致基因组DNA形成很窄的条带，可以用紫外吸收观测。由于1N 和1N在DNA的密度差异大约是1%，密度梯度平衡离心能形成两条明显的条带（图4.14）。在双螺旋内部，一层碱基对堆积在另一层碱基对上。碱基堆积对双螺旋稳定性的贡献表 现在两个方面。碱基堆积构成的疏水效应稳定了 DNA 双螺旋结构。疏水碱基聚集于双螺旋 内部（避开 DNA 的水环境），而双螺旋表面更亲水。双螺旋结构的这种排列与蛋白质折叠 很相似（蛋白质折叠将疏水残基包裹在分子内部、亲水残基暴露于分子外部）（2.4 节）。疏 水效应使碱基堆积于另一个碱基之上。堆积碱基之间的吸引力是范德华力。单个范德华力很 弱，通常在 2 ~ 4 kJ/mol （0.5 ~ 1 kcal/mol）。然而，双螺旋核酸分子中大量原子处于范德华 接触状态，因此范德华的净效应，即这些原子相互作用力的总和非常显著。此外 DNA 分子 骨架的五元环糖基具有刚性结构，有利于碱基堆积。 图 4.13 DNA 纤维的截面图。在双螺旋内部一个碱基对几乎正好堆积在另一碱基对的顶部。 双螺旋结构有利于遗传信息的精确传递 DNA 的双螺旋结构和碱基之间形成碱基对提示遗传物质是如何复制的。双螺旋中一条 链核苷酸序列能精确决定另一条互补链的核苷酸序列。一条链的鸟嘌呤总是与另一条链的胞 嘧啶配对，其余碱基配对均遵循这些法则。因此双螺旋 DNA 链分开后形成的两条链都可充 当模板指导新的双螺旋 DNA 的构建。结果，子代 DNA 分子有一条链是来自亲本，另一条 链是新合成的。这就是半保留复制。 1958 年 Mathew Meselson 和 Franklin Stahl 的试验验证了这个假说。他们用 15N 标记亲 本 DNA，因此 DNA 链比普通 DNA 链重。将大肠杆菌置于以 15N 标记的 NH4Cl 作为唯一氮 源的培养基中生长多代，其 DNA 就完全为 15N 标记。然后将细菌转移到只含有 14N 作为氮 源的培养基中生长，看看 15N 和 14N 在 DNA 中的分布。 密度梯度平衡离心分析 15N 和 14N 在 DNA 中的分布。少量 DNA 分子溶于密度接近 DNA(1.7g/mL)的 CsCl 溶液中。离心直至平衡状态。此时沉降和扩散这两个相反作用达到平 衡，在离心管中形成 1.66 ~ 1.76g/mL 的密度梯度。此时, DNA 分子被迫进入密度与自身密 度相等的介质中。离心导致基因组 DNA 形成很窄的条带，可以用紫外吸收观测。由于 15N 和 14N 在 DNA 的密度差异大约是 1%，密度梯度平衡离心能形成两条明显的条带（图 4.14）