Tài liệu Tiểu luận tìm hiểu về axit nucleic

TRƯỜNG ĐẠ HỌ BẠH KHOA HA NỘ̣ ---ṾỆN KY THUẬT HOA HỌ-- ṬỂU LUẬN MÔN HỌ: HOA ṢNH ĐẠ ̣ƯƠNG ĐỀ TẠ: TÌM ḤỂU VỀ AX̣T NỤLẸ̣ Hà Nội MỤ̣ LỤ̣ MỞ ĐẦU..............................................................................................................7 I. TỔNG QUAN...................................................................................................8 1.1. Axit nucleic là gì?......................................................................................8 1.2. Thành phần của axit nucleic......................................................................8 1.2.1. Axit photphoric (H3PO4).....................................................................8 1.2.2. Đường pentozo....................................................................................9 1.2.3. Bazơ nitơ...........................................................................................10 1.2.4. Nucleozit...........................................................................................13 1.2.5. Nucleotit............................................................................................14 1.2.6. Axit nucleic.......................................................................................15 1.3. Chức năng của axit nucleic......................................................................16 1.3.1. Axit deoxyribonucleic (ADN)............................................................16 1.3.2. Axit ribonucleic (ARN).....................................................................16 1.4. Tính chất chung.......................................................................................16 1.4.1. Tính chất vật lý.................................................................................16 1.4.2. Tính chất hóa học.............................................................................16 II. PHÂN LOẠI..................................................................................................17 2.1. Axit deoxyribonucleotit (ADN)...............................................................17 2.1.1. Định nghĩa........................................................................................17 2.1.2. Chức năng của ADN.........................................................................17 2.1.3. Thành phần của axit nucleic.............................................................17 2.1.4. Sự hình thành liên kết của ADN.......................................................18 2.1.5. Biến tính của ADN............................................................................23 2.1.6. Vai trò của ADN...............................................................................23 2.2. Axit ribonucleic (ARN)...........................................................................24 2.2.1. Định nghĩa........................................................................................24 2.2.2. Thành phần và cấu trúc của ARN.....................................................24 2.2.3. Phân loại...........................................................................................25 2.2.4. Chức năng của ARN.........................................................................28 III. QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP...........................................................................28 3.1. Nhân đôi ADN (Tự sao, tái sinh, tái bản)................................................28 3.1.1. Vị trí..................................................................................................29 3.1.2. Thời gian...........................................................................................29 3.1.3. Cơ chế nhân đôi................................................................................29 3.2. Phiên mã (Tổng hợp ARN hay quá trình sao mã)...................................30 3.2.1. Vị trí..................................................................................................31 3.2.2. Thời gian...........................................................................................31 3.2.3. Cơ chế phiên mã...............................................................................31 IV. SỰ PHÂN GIẢI AXIT NUCLEIC...............................................................32 4.1. Thủy phân axit nucleic.............................................................................33 4.2. Phân giải mononucleotit..........................................................................33 4.3. Phân giải bazơ purin................................................................................33 4.4. Phân giải bazơ pyrimidin........................................................................34 KẾT LUẬN........................................................................................................37 TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................38 DANH MỤ̣ BẢNG ḄỂU Bảng 1. 1. Tên gọi của các nucleozit...........................................................................14 Bảng 1. 2. Tên gọi các Mononucleotit........................................................................16 YBảng 2. 1. Một số đặc điểm phân biệt các cấu trúc xoắn đôi ADN………………..…25 YBảng 3. 1. Chức năng của một số loại enzym …………………………….………33 YHình 1. 1. Sơ đồ thành phần của axit nucleic.................................................................7 Hình 1. 2. Cấu trúc của axit photphoric.........................................................................8 Hình 1. 3. Cấu trúc của một nucleotit............................................................................8 Hình 1. 4.D( –) ribofuranoza (dạng β)...........................................................................9 Hình 1. 5. D( – ) 2 – deoxyribofuranozo (dạng β).........................................................9 Hình 1. 6. Nhân pyrimidin..........................................................................................10 Hình 1. 7. Các bazơ pyrimidin....................................................................................10 Hình 1. 8. Các dẫn xuất khác của bazơ pyrimidin.......................................................10 Hình 1. 9. Nhân purin..................................................................................................11 Hình 1. 10. Các bazơ purin..........................................................................................11 Hình 1. 11. Sự chuyển đổi giữa các bazơ nhân purin..................................................12 Hình 1. 12. Sự chuyển đổi giữa hai dạng của guanin..................................................12 Hình 1. 13. Một số nucleozit.......................................................................................14 YHình 2. 1. Cấu tạo của một chuỗi polynucleotit (vùng khoanh đỏ là đơn phânnucleotit).......................................................................................................................22 Hình 2. 2. Cấu trúc không gian của phân tử ADN.......................................................24 Hình 2. 3. Một số cấu trúc của ADN...........................................................................25 Hình 2. 4. Các cấu trúc xoắn đôi của ADN.................................................................26 Hình 2. 5. ADN bình thường (Native) và ADN biến tính (Denatured).......................27 Hình 2. 6. Cấu tạo của ARN........................................................................................29 Hình 2. 7. Cấu trúc của ARN......................................................................................30 Hình 2. 8. Cấu trúc của ARN vận chuyển...................................................................30 Hình 2. 9. Cấu trúc của ARN riboxom........................................................................31 Hình 2. 10. Cấu trúc của ARN thông tin.....................................................................32 YHình 3. 1. Quá trình nhân đôi ADN..............................................................................34 Hình 3. 2. Sơ đồ khái quát quá trình phiên mã............................................................36 YHình 4. 1. Sơ đồ phân giải axit nucleic.........................................................................37 Hình 4. 2. Quá trình thoái hóa bazơ purin...................................................................38 Hình 4. 3. Sơ đồ phân giải bazơ pyrimidin..................................................................39 DANH SẠH PHÂN ̣ÔNG ST T 1 Họvàtên MSSV ̣ôngviệc Nguyễn Thu Hương (Nhómtrưởng) 20181031 2 NguyễnTiếnĐạt 20181024 Phụtráchchung, phụtráchphần I, tổnghợpvàchỉnhsửabản word, powerpoint. Phụtráchphần ADN 3 Phạm Long Hải 20181026 Phụtráchphần ARN 4 LạiHoài An 20181021 PhụtráchphầnIII 5 NguyễnĐoànQuỳnhVân 20181038 PhụtráchphầnIV, chỉnhsửabản word. MỞ ĐẦU Hóasinh làmôn khoa học nghiêncứuđếnnhữngcấutrúcvàquátrình hóahọc diễn ra trongcơthể sinhvật. Bằngcáchkiểmsoátluồngthông tin thông qua cáctínhiệusinhhóavàdòngchảycủanănglượnghóahọcthông qua sự traođổichất, cácquátrìnhsinhhóalàmtăngsựphứctạpcủa cuộcsống. Trongnhữngthậpkỷcuốicùngcủathếkỷ 20, hóasinhđãthànhcôngtrongviệcgiảithíchcácquátrìnhcủasựsống, đếnmứcmàbâygiờhầunhưtấtcảcáclĩnhvựccủa khoa họcđờisốngtừ thựcvậthọc, y học, tới di truyềnhọc đềucóthamgiavàonghiêncứuhóasinh. Đâylàmộtbộmôngiaothoagiữa hóahọc và sinhhọc, vàlĩnhvựcnghiêncứucómộtsốphầntrùngvớibộmôn tếbàohọc, sinhhọcphântử hay di truyềnhọc. Nólàmộtmônhọccơbảntrong y khoa và côngnghệsinhhọc. Vớinhữngdiễnbiếntraođổichấtdiễn ra trongcáccơquancủa cơthểsống, mônhọcnàygiúp con ngườihiểurõcơchếcũngnhưcácthayđổitrongcơthểsống. Mộtthànhphầnkhôngthểthiếutrongcấutạocủacáccơthểsốngchínhlàaxit nucleic, vậyaxit nucleic làgìmàquantrọngthế? Hiểuđơngiản, axit nucleic chínhlàvậtchấttổnghợpnêntấtcảcáchìnhthứccơthểsốngđãbiết. Nóđóngvaitrògiốngnhưmộtmắtxíchquantrọnghìnhthànhnêncácsinhvậttrêntráiđất, giốngnhưmộtviêngạchcấutạonênngôinhàvậy, tùyvàokíchthướccủasinhvậtcũngnhưkíchthướccủangôinhàmàloạiaxitnàysẽtươngứngvớicácvi êngạchcókíchcỡlớnnhỏkhácnhau. Đểmộtngôinhàthêmvữngchắc, chúng ta cầntìmhiểukỹcàngvềvậtliệuchúng ta dùng, quantâmđếntừngviêngạchnhỏnhấtmớiđạtđượcthànhquảtốtnhất. Vậyđểcómộtcơthểsốngluônkhỏemạnh, chúng ta cũngcầnquantâmtìmhiểutừnhữngthànhphầnnhỏnhất. Nhậnthấytầmquantrọngvàsựcầnthiếtcủaaxit nucleic đốivớiviệcnghiêncứuvàpháttriểnngànhhóasinh, ngànhhọctìmhiểuvềcơthể, giúpchúng ta giảiđápnhữngthắcmắcvềcơthểsống, nhómchúngemđãthựchiệntìmhiểuvàtổnghợpkiếnthứcvềaxit nucleic. Bàitiểuluậnsẽgiúpchúng ta hiểurõhơnvềaxit nucleic: thànhphần, cấutrúc, phânloại, vaitròcủatừngaxit nucleic vàcáchtổnghợp, phângiải. Giúpchúng ta cónhiềukiếnthứchỗtrợhọctậptốtbộmônHoásinhđạicương. ̣. TỔNG QUAN 1.1.Axit nucleic làgì? - Axit nucleic lầnđầutiênđượctìmthấytrongnhântếbào, nênđượcgọilàaxitnhân. Axit nucleic làcácphântửsinhhọcchứathông chúngđượchìnhthànhtừcácnucleotit, hiệndiệntrongmọitếbào, ở dạngkếthợpvới protein đượcgọilà nucleoprotein. tin di truyền, dạngtự do hay Axit nucleic gồmcáchợpchấtđạiphântử, thamgiavàoquátrìnhtổnghợplêncácchấtquantrọngthúcđẩyquátrìnhsinhtrưởngvàpháttriểncủasi nhvật. - Axit nucleic gồmaxitdioxyribonucleic (ADN) vàaxit ribonucleic (ARN), chiếm 5-10% trọng lượng khô của tế bào và ở dạng kết hợp với protein.[ CITATION Huỳ16 \l 1033 ] 1.2.Thànhphầncủaaxitnucleic Thànhphầnhóahọccủaaxit nucleic gồmcácnguyêntốC, H, O, N, P. Trongaxit nucleic tinhkhiếtchứakhoảng 15% Nitơ và 10% Photpho. Dướiđâylàsơđồthànhphầncấutạonênaxit nucleic (Hình 1.1): Hình 1. 1. Sơđồthànhphầncủaaxit nucleic 1.2.1. Axit photphoric (H3PO4) - Tạo nên tính axit cho axit nucleic - Ký hiệu: P nếu ở trạng thái kết hợp, Pvc nếu ở trạng thái tự do[ CITATION Huỳ16 \l 1033 ] Hình 1. 2. Cấutrúccủaaxitphotphoric Axit phophoric kết hợp với nucleozit để hình thành nucleotit (Hình 2). Hình 1. 3. Cấutrúccủamộtnucleotit 1.2.2. Đường pentozo Đường pentozo năm cacbon có hai loại là deoxyribozo và ribozo. Đây cũng là một trong những đặc điểm phân biệt ADN và ARN. Pentozo trong axit ribonucleic là D-ribozo, trong trường hợp axit deoxyribonucleic là D-deoxyribozo, chúng ở trong axit nucleic dưới dạng furanozo. Pentozo có dạng mạch vòng và ở dạng β. Hình 1. 4.D( –) ribofuranoza (dạng β) Hình 1. 5. D( – ) 2 – deoxyribofuranozo (dạng β) 1.2.3. Bazơ nitơ Các bazơ thấy trong axit nucleic thuộc hai loại nhân: pyrimidin và purin. 1.2.3.1. Bazơ pyrimidin Sơ đồ biểu thị nhân pyrimidin như sau: Hình 1. 6. Nhânpyrimidin Pyrimidin gồm: xitozin, uraxin và timin. Hình 1. 7. Cácbazơ pyrimidin Các bazơ có thể được viết dưới dạng lactam ( −¿C¿O) như trên (Hình 5) hoặc dưới dạng lactim ( ¿ C – OH). Gần đây, người ta đã nghiên cứu được nhiều dẫn xuất khác như: [ CITATION Trầ73 \l 1033 ] 5 – metyl xitozin (từ thực vật) 5 – hydroxy – metyl – xitozin (từ thực khuẩn bào Coli) 5 – ribozil uraxin (pseudo uridin) từ một loại ARN đặc biệt giữ vai trò vận chuyển axit amin (ARNt) Hình 1. 8. Các dẫn xuất khác của bazơ pyrimidin 1.2.3.2. Bazơ purin Nhân purin là một hệ thống dị vòng gồm nhân pyrimidin gắn với nhân imidazol. Hình 1. 9. Nhân purin Hai bazơ có nhân purin thường gặp trong tất cả mọi axit nucleic là: Adenin và Guanin. Hình 1. 10. Các bazơ purin Adenin và guanin rất ít tan trong nước và cho với axit vô cơ và axit hữu cơ những muối kết tinh (như picrat) không tan. Dưới tác dụng của axit nitơ, adenin bị khử amin chuyển thành hipoxantin, còn guanin bị khử amin chuyển thành xantin. Trong cơ thể, axit urin (2,6,8 – trioxipurin) là sản phẩm cuối cùng của quá trình oxy hóa dẫn xuất purin. Cùng với guanin và xantin, axit uric, sau khi được đun nóng với axit nitric đậm đặc và cô lại cho cặn màu vàng chanh, chuyển thành màu đỏ dưới tác dụng của NaOH và màu tím dưới tác dụng của NH4OH (phản ứng murecxit đặc hiệu của dẫn xuất aloxan).[ CITATION Trầ73 \l 1033 ] Hình 1. 11. Sự chuyển đổi giữa các bazơ nhân purin Ba dẫn xuất của xantin là những thành phần quan trọng của cafe, chè và cacao. Cafein, 1,3,7 – trimetylxantin trong cafe Theophilin, 1,3 – dimetylxantin trong chè Theobromin, 3,7 – dimetylxantin trong cacao. Bazơ purin cũng như bazơ pyrimidin đều có khả năng chuyển từ dạng lactam sang dạng lactim và ngược lại. Hình 1. 12. Sự chuyển đổi giữa hai dạng của guanin 1.2.4. Nucleozit (nucleoside) Nucleozit là sự kết hợp giữa một bazơ và một đường pentozo bằng liên kết glycozit (glycoside) với sự loại ra một phân tử nước. N 1 của bazơ pyrimidin hay N9 của bazơ purin gắn với C1’ của pentozo (C của bazơ đánh số từ 1 đến 9, C của pentozo đánh số từ 1’ đến 5’).[ CITATION Trầ73 \l 1033 ] Nucleozit có nhân pyrimidin mang tên tận cùng bằng −¿idin. Nucleozit có nhân purin mang tên tận cùng bằng – ozin (bảng 1.1). Bảng 1.1. Têngọicủacácnucleozit Bazơ Nucleozit Xitozin Xitidin Uraxin Uridin Timin Timidin Adenin Adenizin Guanin Guanozin Hipoxantin Inozin Hình 1. 13. Một số nucleozit 1.2.5. Nucleotit Mononucleotit là đơn vị cơ sở của axit nucleic. Mononucleotit được tạo thành khi chức ancol của ribozo trong nucleozit được este hóa bởi axit photphoric. Nhiều mononucleotit ngưng tụ với nhau thành polynucleotit (hay axit nucleic).Nucleotitđượctạothànhkhiaxitphotphoricđượcestehóavàonhóm hydroxyl củanucleozit (nucleoside). Tên các nucleotit, thành phần của axit nucleic được tóm tắt ở bảng sau đây (Bảng 1.2): Bảng 1.2. TêngọicácMononucleotit Bazơ Ribonucleotit Deoxyribonucleotit A Adenosin monophotphat (AMP) G Guanosin monophotphat (GMP) Cytidin monophotphat (CMP) Deoxyadenosinmonophotph at (dAMP) Deoxyguanosinmonophotpha t (dGMP) Deoxycytidinmonophotphat (dCMP) ̣ U Uridin monophotphat (UMP) T Deoxytiminmonophotphat (dTMP) 1.3. ̣ấutrúcsơcấpcủa axit nucleic Cácmononucleotit nốivớinhaubởiliênkếtphotphorit (phosphodiester) 3’ – 5’ tạothànhchuỗipolynucleotit (axit nucleic). Khungpolynucleotitđượctạothànhbởicácđườngpentozovàgốc (P) nốivớinhautạothànhxươngsốngcủapolynucleotit, cácgốcbazơ phân bố quanh khung này. 1.3.1. Cấu trúc bậc I của axit nucleic  Định nghĩa: - Là sự liên kết thành chuỗi của các nucleotit tạo thành chuỗi polynucleotit.  Đặc điểm: - Các nucleotit liên kết với nhau bằng liên kết photphorit 3’,5’, nghĩa là hai nucleotit gắn thông qua gốc photphat nối giữa C 3’ của nucleotit trước với C 5’ của nucleotit tiếp theo. [ CITATION Gia21 \l 1033 ] - Chuỗi được tạo ra bởi sự nối lần lượt photphat-đường–photphat-đường... - Các gốc bazơ gắn với đường nhưng nằm ra bên cạnh. - Nucleotit ở đầu chuỗi mang nhóm 5’-photphat tự do, nucleotit cuối có nhóm 3’-OH tự do. 1.3.2. Cấu trúc bậc II của axit nucleic  Định nghĩa - Cấu trúc bậc II của ADN là sự xoắn lại với nhau củahai mạch polynucleotit. - Cấu trúc bậc II của ARN là sự xoắn lại với nhau của một số đoạn dọc theo chuỗi polynucleotit (nếu như có các bazơ bổ sung cho nhau tạo được liên kết hydro).[ CITATION Gia21 \l 1033 ]  Các quy luật Chargaffcủa ADN - Trong ADN, ∑A=∑T, ∑G=∑C (tổng bazơ purin = tổng bazơ pyrimidin: ∑A+∑G=∑T+∑C). - Tỷ lệ (A+T)/(G+C) thay đổi theo giống loài (có loài ADN chứa nhiều A+T hơn, có loài chứa nhiều G+C hơn). - Trong một sốgiống loài, thành phần bazơ của ADN ổn định, không bị ảnh hưởng từ nguồn lấy mẫu tế bào (các mô như nhau); không thay đổi theo tuổi, mức độ dinh dưỡng, môi trường sống,... 1.4. ̣hức năng của axit nucleic Bảo tồn mật mã thông tin di truyền. Tham gia quá trình sinh tổng hợp protein. 1.4.1. Axit deoxyribonucleic (ADN) ADN cóchứcnăngmang, bảoquảnvàtruyềnđạtthông tin di truyền. thông tin di truyềnđượclưutrữtrongphântử ADN dướidạngsốlượng, thànhphầnvàtrậttựcácnucleotit. Trìnhtựcácnucleotittrên ADN làmnhiệmvụmãhóachotrìnhtựcácaxit amin trongchuỗipolypeptit (protein). Các protein lạicấutạonêncáctếbàovà do vậyquyđịnhcácđặcđiểmcủacơthểsinhvật. Nhưvậy, cácthông tin trên ADN cóthểquyđịnhtấtcảcácđặcđiểmcủacơthểsinhvật. Tấtcảcácthông tin di truyềntrên ADN đượcbảoquảnchặtchẽ. Nhữngsaisóttrênphântử ADN đềuđượccácemzymsửasaitrongtếbàosửachữa. Thông tin di truyềntrên ADN đượctruyềntừtếbàonày sang tếbàokhácnhờsựnhânđôi ADN trongquátrìnhphânbào. Thông tin di truyềncủa ADN cònđượctruyềntừ ADN sang ARN sang protein thông qua cácquátrìnhphiênmãvàdịchmã. 1.4.2. Axit ribonucleic (ARN) Trongtếbàothườngcótấtcả 3 loại Mỗiloạilạithựchiệnmộtchứcnăngnhấtđịnh. ARN mARNlà ARN thông tin, làmnhiệmvụtruyềnthông tớiriboxomvàđượcdùngnhưmộtkhuônmẫuđểtổnghợp protein. làmARN, tin di tARNvàrARN. truyềntừ ADN rARNlà ARN riboxom, cùngvới protein cấutạonênriboxom, nơitổnghợp protein. tARNlà ARN vậnchuyển, cóchứcnăngvậnchuyểncácaxit amin đếnriboxomvàtrựctiếpdịchmã, dịchthông tin dướidạngtrìnhtựnucleotittrênphântử ADN thànhtrìnhtựaxit amin trongphântử protein. 1.5. Tính chất chung 1.5.1. Tính chất vật lý  Tính lắng trầm trong môi trường đồng nhất Một trong những kỹ thuật cần thiết để nghiên cứu các phân tử có trọng lượng cao là phương pháp quan sát trọng lực: phương pháp siêu li tâm. S là hệ số lắng trầm, đặc trưng cho tính lắng trầm trong môi trường đồng nhất của axit nucleic. Phương pháp thích hợp nhất là so sánh một chất không biết với một mẫu chuẩn có thành phần tương tự và trị số s đã biết trong những điều kiện như nhau, tốt nhất là trong cùng một ống. Hiện nay, đã có một số mẫu chuẩn lưu hành như: - ARN vận chuyển chiết xuất từ gan, lovua hay E.Coli (s = 4,5S), hai ARN s ở riboxom E.Coli (s = 16S và s = 23S) được làm chuẩn cho axit ribonucleic. - ADN nguồn gốc thực bào khuẩn hay T 17 có thể được điều chế dễ dàng ở dạng tự nhiên với trị số s = 33,6 và 32,5S đã được dùng làm mẫu chuẩn cho axit deoxyribonucleic.[ CITATION Trầ73 \l 1033 ]  Độ quánh (độ nhớt) Các dung dịch ADN nguyên thủy, do kích thước lớn và tính bất đối xứng của phân tử, có một độ quánh khá cao. Chỉ số quánh giới hạn (ŋ) được xác định bởi công thức: ŋ −1 ( ŋ ) ¿ [ŋ] = lim [ ]¿ 0 c→ 0 C Với C là nồng độ chất cao phân tử (g/ml) ŋ là độ quánh của dung dịch ŋ0 là độ quánh của dung môi. Ngày nay, máyđođộquánhcóthểchếtạotươngđốidễdàngvàtỷsốthờigian t/t0chotrựctiếpŋ/ ŋ0. Nóichung, cáchợpchấtcaophântửcànglớn bao nhiêu, độquánhcủachúngcàngcaobấynhiêu. Trịsốthựcnghiệm (ŋ) của ADN, đo ở cùngmộtđiềukiện, thayđổitheotrọnglượngphântửnhưsau:[ CITATION Trầ73 \l 1033 ] - M = 1,2 ×10 8ŋ = 300 dl/g - M = 3 ×10 7ŋ = 105 dl/g - M = 7,5 ×10 6ŋ = 69 dl/g - M = 7 ×10 5ŋ = 5,4 dl/g  Tínhchấtquanghọc Tínhchấtquanghọccủaaxit nucleic đượcbiểuthị qua phổhấpthụkhácaocủacáchợpchấtnucleotit. Tínhưusắc (hyperchromise): tấtcảcácpolynucleoititcómộtcấutrúcnhấtđịnhvàđặcbiệt ADN kémhấpthụánhsángcựctímtrênthựctế so vớilýthuyếttínhtừtổngsốánhsánghấpthụbởicácthànhphầncủanucleotit. Sau đâylàquyluậtchungvềtínhquanghọccủapolynucleotit:[ CITATION Trầ73 \l 1033 ] 1. Tấtcả ADN bấtkểthànhphầnbazơ, đều có hệ số tắt ε (P) rất giống nhau ở 260nm (6,600 – 6,800). 2. Tính ưu sắc (hyperchromisme) phụ thuộc trực tiếp vào lượng A + T. Ví dụ trong ADN tự nhiên dA : dT, ε (P) = 6,650 dG : dX, ε (P) = 7,000. 3. Tính ưu sắc của ADN lớn hơn ARN, của ADN xoắn đôi lớn hơn ADN một dây. 4. Ngay những polyme không có cấu trúc (ADN bị biến tính, polyme đồng đẳng một dây) đều có tính ưu sắc cao.  Tính quay quang học và độ phân tán quang học Polynucleotit sắp xếp thứ tự có tính quay quang học tương đối mạnh. Độ quay phân cực dựa trên photphat thường kí hiệu [α]D hay [Mp]D. Độ quay quang học giảm nếu thứ tự sắp xếp giảm. Sau khi thủy phân hoàn toàn, hỗn hợp nucleotit đạt được sẽ chỉ còn một độ quay quang học không đáng kể. Đối với ADN xoắn đôi hòa tan trong dung dịch nước, [α]D = + 100° tới 150° (tương ứng [Mp]D = 40.000). Sau khi thứ tự sắp xếp trong cấu trúc bị phá vỡ [α]D giảm tới trị số dương tính nhỏ và có thể trở thành âm tính. Đối với hỗn hợp mononucleotit trị số gần số không. [ CITATION Trầ73 \l 1033 ] Polynuclotit một dây, có sắp xếp, có [α]D khoảng 150 – 200, nghĩa là ít ra bằng hoặc có thể cao hơn trị số của ADN. Còn các đi và oligonucleotit khác quay rất ít [α] D = ∓10° , hay kém hơn. Cần chú ý đặc biệt độ phân tán quay quang học (kí hiệu ORD) cao khác thường của ADN, nghĩa là sự phụ thuộc của khả năng quay quang học vào bước sóng. k . Với [α ] λ là độ quay đặc hiệu ở bất kì bước sóng nào, k và λ c là λ − λc 2 hai hằng số (k = 39,0 và λ c = 0,234µ) đã được tính ra cho ADN tinh trùng cá hồi. Trên 350nm, [α ] λ= 2 Dưới 350nm, ánh sáng bị hấp thụ bởi sắc tố của nucleotit, và độ quay có thể thể hiện qua trị số nhân của tác dụng Cotton. 1.5.2. Tính chất hóa học  Phản ứng với nhóm amin tự do Focmaldehitphảnứngvớinhóm amin tự do củaxitozin, guanin, adenintạo ra nhữngdẫnxuấthydroxymetyl hay saukhimấtnướcchobazơ Schiff. Sự thay đổi này kèm theo sự thay đổi phổ hấp thụ ở bước sóng cho đỉnh cao nhất, do đó có thể theo dõi được bằng quang phổ kế. Axit và kiềm làm thay đổi độ quánh của dung dịch ADN. Nguyên nhân thay đổi này là do có sự cắt đứt các cầu hydro giữa nhóm amin và cacbonyl của các bazơ gần nhau. Một thuốc thử được sử dụng đặc biệt trong việc nghiên cứu gây biến dị là axit nitrơ (dung dịch 0,05µ tới 1.M NaNO2 trong đệm axetat pH 4,0 – 5,0). Trong điều kiện này, adenin chuyển thành hipoxantin, guanin chuyển thành xantin, xitozin thành uraxin.  Phản ứng cộng và khử proton Sự thêm proton vào ADN trong dung dịch xảy ra ở pH khá xa pH của bazơ tự do hoặc của nucleotit trong cùng dung môi. Nói chung trị số pK của nhóm amin trong ADN khoảng 0,4 đơn vị pH thấp hơn ở nồng độ muối cao, và khoảng 1,0 đơn vị pH cao hơn ở nồng độ muối thấp, so với các trị số pH của mononucleotit tương ứng. Đi từ một dung dịch trung tính, adenin và xitozin sẽ nhận proton đầu tiên (pK a = 4 – 5) sau đó là guanin (pKa≈ 3). Với hai chất đầu, liên kết bazơ và kích thước vòng xoắn không thay đổi, trái lại hai cặp bazơ được proton hóa A+(H) – T và G – X+(H) lại rất vững. Nhưng đối với guanin, ta sẽ chứng kiến một lực đẩy ra rất mạnh trong cùng một đôi bazơ, gây ra một sự thay đổi sâu sắc, có thể không thuận nghịch về cấu trúc trong một khoảng pH rất hẹp. [ CITATION Trầ73 \l 1033 ] Ngược lại sự giải phóng proton khỏi bazơ guanin và timin được thực hiện bằng cách thêm kiềm, với ADN dây xoắn đôi pH = 11 – 12 và với ADN một dây, pH gần 10 – 11.  Tác động của các phân tử nhỏ và các ion Axit nucleic giống như một polyanion, phải được trung hòa các điện tích nằm trên gốc photphat và giữ axit nucleic ở dạng vững bền nhất. ADN một dây chịu ảnh hưởng rõ rệt hơn ADN xoắn đôi. Cation kim loại như Hg 2+, Cu2+, Fe2+ và Pb2+ phản ứng không những với các gốc photphat mà cả với các bazơ và ảnh hưởng sâu sắc thường không thuận nghịch trên cấu trúc của axit nucleic. Tác dụng của một số thuốc nhuộm đa nhân, thơm như Acridin (pro-flavin, acridin orange) rất quan trọng. Chúng được dùng để phát hiện ADN và ARN trong sinh vật dựa vào khả năng hấp thụ huỳnh quang. Gần đây, chúng lại được sử dụng ưu tiên vào việc gây biến dị (thêm hoặc bớt nucleotit) trong quá trình sao chép ADN.  Sự biến tính axit nucleic Dưới ảnh hưởng của một số yếu tố như nhiệt độ, ion H + hoặc OH-, thuốc thử hữu cơ (alcol, glicol, amit, dẫn xuất ure, phenol...) một số anion (CCl3CO2-, CNS-, ClO4-), ADN dạng nguyên thủy trong dung dịch sẽ bị thay đổi về cấu trúc, lúc thuận nghịch, lúc không thuận nghịch. Sự thay đổi này được gọi là quá trình biến tính và các nhân gây ra thay đổi gọi là chất gây biến tính.  Biến tính không thuận nghịch Trong những năm qua, có rất nhiều nghiên cứu về sự kết hợp lại các dậy bổ sung nhau trong các polynucleotit xoắn đôi. Trong những điều kiện nhất định, có thể tách hai dây một cách dễ dàng: quá trình này có thể rất chậm (tính ra phút) và đòi hỏi điều kiện nhiệt độ, pH tương đối cao, vượt hẳn điểm trung bình của quá trình di chuyển thuận nghịch.[ CITATION Trầ73 \l 1033 ] Muốn thực hiện sự tái tổ hợp lại hai dây phải đảm bảo những điều kiện sau: 1. Nhiệt thích hợp < tm(nhiệt độ nóng chảy) 2. Lực ion tương đối cao. Nồng độ axit nucleic cao. 3. Điều kiện trung hòa điện và sự có mặt của cation đặc biệt như Mg2+