二、復(fù)性
變性DNA只要消除變性條件，二條互補鏈還可以重新結(jié)合，恢復(fù)原來的雙螺旋結(jié)構(gòu)，這一過程稱為復(fù)性（renaturation)。通常DNA熱變性后，將溫度緩慢冷卻，并維持在比Tm低25～30℃左右時，變性后的單鏈DNA即可恢復(fù)雙螺旋結(jié)構(gòu)，因此，這一過程又叫做退火。復(fù)性后的DNA，理化性質(zhì)都能得到恢復(fù)。倘若DNA熱變后快速冷卻，則不能復(fù)性（圖18-5)。
圖18－5 熱 變性過程和兩種冷卻過程示意圖
影響復(fù)性速度的因素很多，同樣條件下，DNA順序簡單的分子復(fù)性很快，如polyd[T]和polyd[A]由于彼此互補識別很快，故能迅速復(fù)性。但順序較復(fù)雜的DNA分子復(fù)性則較慢。因此通過變性速率的研究，可以了解DNA順序的復(fù)雜性。DNA片段的大小也影響變性的速率，因為DNA片段愈大，擴散速度愈低，使DNA片段線狀單鏈互相發(fā)現(xiàn)互補的機會減少。因此，在復(fù)性實驗中，有時將DNA切成小片段，再進行復(fù)性。同樣條件下，同一種DNA濃度愈高，復(fù)性速度也愈快。溶液的離子強度對復(fù)性速度也有影響，通常鹽濃度較高時，復(fù)性速度較快。
Doty研究小組是最早對DNA變性過程進行深入研究的。它們所獲得的結(jié)果表明，在達到Tm值時，兩條DNA單鏈分離開。如果在加熱之后慢慢地冷卻，則出現(xiàn)部分復(fù)性，即DNA的一部分回復(fù)到雙螺旋結(jié)構(gòu)。復(fù)性的程度取決于DNA濃度及信息含量的多少。病毒DNA（信息含量少)比哺乳動物DNA容易復(fù)性，而DNA濃度較高時，有利于復(fù)性，快速冷卻使DNA仍然處于變性狀態(tài)，這時自由單鏈成鏈線團結(jié)構(gòu)。對這種情況，人們稱之為螺旋-線團轉(zhuǎn)化過程（helix-coil-transition)�？焖倮鋮s時消光系數(shù)固然有所下降，但比天然DNA的數(shù)值始終要大。
細胞核DNA復(fù)性的動力學研究指出，DNA內(nèi)很少片段有重復(fù)的或很相似的堿基順序（所謂重復(fù)DNA)。DNA復(fù)性的程度和過程與其信息含量的多少等有關(guān)；因而病毒DNA比細菌DNA復(fù)性得快。Britten發(fā)現(xiàn)一種測定和觀察復(fù)性過程的方法。X軸表示變性DNA原始濃度（Co)和保溫時間的乘積，縱軸表示DNA復(fù)性部分（重新作為雙螺旋結(jié)構(gòu)出現(xiàn))。DNA比例可以用羥基磷灰石柱的辦法加以確定，因為這種柱能夠使單鏈和雙鏈DNA分離開來。DNA復(fù)性曲線呈S形，隨著信息含量增加，此形狀相同曲線往往較高Co.t值處移動。奇怪的是，從細胞核來的DNA在復(fù)性時顯示出完全不同的情形：這些DNA中的一部分異�？斓貜�(fù)性，而另一些DNA只有在極高的Co.t值時才出現(xiàn)預(yù)期的復(fù)性。對快速復(fù)性可以作這樣的解釋，即在某一DNA之內(nèi)同時有幾個相同或很類似的順序存在，因而找重復(fù)順序比找DNA內(nèi)唯一順序要快得多。后者含有特殊的遺傳信息，常被稱為獨特DNA。與之相反是重復(fù)DNA片段。
真核DNA自發(fā)復(fù)性的一種特殊途徑是通過發(fā)夾結(jié)構(gòu)。對單鏈而言，要生成這種發(fā)夾結(jié)構(gòu)，要求一種特定的堿基順序，這種順序稱作回文（正讀反讀都相同)結(jié)構(gòu)。為了構(gòu)成回文結(jié)構(gòu)，DNA片段的堿基順序必須在互補鏈內(nèi)找到相反的順序；在具有相反堿基順序的兩個DNA片段之間，顯然常常出現(xiàn)短的中間片段由于存在這樣的核苷酸順序，在復(fù)性時就能形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)。
如果存在很多重復(fù)回文結(jié)構(gòu)，在部分復(fù)性時就能通過形成DNA側(cè)鏈而出現(xiàn)十字結(jié)構(gòu)。DNA回文結(jié)構(gòu)使DNA片段出現(xiàn)回旋對稱性。這種結(jié)構(gòu)常常出現(xiàn)在DNA和蛋白質(zhì)之間相互作用的地方，特別是后者起控制作用時。
