DNA的復性指變性DNA 在適當條件下,二條互補鏈全部或部分恢復到天然雙螺旋結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象,它是變性的一種逆轉(zhuǎn)過程。熱變性DNA一般經(jīng)緩慢冷卻后即可復性,此過程稱之為" 退火"(annealing)。這一術(shù)語也用以描述雜交核酸分子的形成(見后)。DNA的復性不僅受溫度影響,還受DNA自身特性等其它因素的影響。以下簡要說明之。
溫度和時間。變性DNA溶液在比Tm低25℃的溫度下維持一段長時間,其吸光率會逐漸降低。將此DNA再加熱,其變性曲線特征可以基本恢復到第一次變性曲線的圖形。這表明復性是相當理想的。一般認為比Tm低25℃左右的溫度是復性的最佳條件,越遠離此溫度,復性速度就越慢。在很低的溫度(如4℃以下)下,分子的熱運動顯著減弱互補鏈結(jié)合的機會自然大大減少。從熱運動的角度考慮,維持在Tm以下較高溫度,更有利于復性。復性時溫度下降必須是一緩慢過程,若在超過Tm的溫度下迅速冷卻至低溫(如4℃以下),復性幾乎是及不可能的,核酸實驗中經(jīng)常以此方式保持DNA的變性(單鏈)狀態(tài)。這說明降溫時間太短以及溫差大均不利于復性。
DNA濃度。復性的第一步是兩個單鏈分子間的相互作用“成核”。這一過程進行的速度與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”的機會越大。
DNA順序的復雜性。簡單順序的DNA分子,如多聚(A)和多聚(U)這二種單鏈序列復性時,互補堿基的配對較易實現(xiàn)。而順序復雜的DNA,如小牛DNA的非重復部分,一般以單拷貝存在于基因組中,這種復雜特定序列要實現(xiàn)互補,顯然要比上述簡單序列困難得多。在核酸復性研究中,定義了一個Cot的術(shù)語,(Co為單鏈DNA的起始濃度,t是以秒為單位的時間),用以表示復性速度與DNA 順序復雜性的關(guān)系。在探討DNA順序?qū)托运俣鹊挠绊憰r,將溫度、溶劑離子強度、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(在時間t時的復性率)取對數(shù)后對Cot作圖,可以得到如圖所示的曲線,用非重復堿基對數(shù)表示核酸分子的復雜性。如多聚(A)的復雜性為1,重復的(ATGC)n組成的多聚體的復雜性為4,分子長度是105核苷對的非重復DNA的復雜性為105。原核生物基因組均為非重復順序,故以非重復核苷酸對表示的復雜性直接與基因組大小成正比,對于真核生物基因組中的非重復片段也是如此。在標準條件下(一般為0.18ml/L陽離子濃度,400核苷酸的長的片段)測得的復性率達0.5時的Cot值(稱Cotl/2),與核苷酸對的復雜性成正比。對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的復雜程度。真核基因組中因含有許多不同程度的重復序列（repetitive sequence)，所得到的Cot曲線要S曲線復雜。
