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Abb. 3.4.: Darstellung von Hybridisierung und Dehybridisierung
Bei diesem Vorgang werden die Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Basenpaaren
des Doppelstranges gelöst. Das geschieht in stark alkalischen wässrigen
Lösungen oder bei Erwärmen der DNA-Lösung über die Schmelztemperatur des
Doppelstranges. Dieser Vorgang tritt natürlich auch bei anderen doppelsträngigen
Nukleinsäuren auf. Der Schmelzpunkt der Nukleinsäure ist abhängig vom Gehalt an
Guanin und Cytosin. Dieses Basenpaar besitzt mit 3 Wasserstoffbrückenbindungen
die maximale Anzahl dieser möglichen Bindungen. Das bedeutet, dass zur Trennung
dieses Paares mehr Energie notwendig ist als bei einem Adenin/Thymin-Basenpaar.
In Gleichung 3.1 sind die Zusammenhänge zwischen Ionenstärke, Nukleinsäurestruktur
und Schmelzpunkt für natürliche Nukleinsäuren mathematisch beschrieben.
+
[ Na ]
⎛ ⎞ G + C 1
T m
= 81 .5°
C + 16.6°
C ⋅ lg
⎜ 41°
C − 500°
C
mol / l
⎟ +
⎝ ⎠ L L
Gl. 3.1
Dabei ist T m der Schmelzpunkt in °C, (G+C) der Gehalt an Guanin und Cytosin und
L die Länge des Moleküls als Anzahl der Nukleotide. Die Ionenstärke wird durch
[Na + ], der Konzentration der Natriumionen, repräsentiert.
Während der Hybridisierung der DNA ist auch die Kombination von anderen
Basenpaaren, z. B. Adenin und Cytosin, möglich. Diese Basen-Fehlpaarungen, oder
mismatches, werden als nichtkomplementär zueinander bezeichnet. Diese Fehl-
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