DNA çift sarmallı bir yapıya sahiptir. DNA yapısının stabilitesini etkileyen çeşitli faktörler vardır. Denatürasyon işleminde, iki DNA zinciri arasındaki hidrojen bağları kırılarak iki tek zincir ortaya çıkar. DNA'nın kovalent bağları etkilenmeden kalır.
Denatürasyon çeşitli yöntemlerle sağlanabilir:
- Termal denatürasyon: Denatürasyon ısıtma yoluyla yapılabilir (>80-90°C). DNA'nın yarı denatüre olduğu sıcaklığa kritik sıcaklık veya erime sıcaklığı (Tm) denir. Tm, DNA bazlarının uzunluğuna ve bileşimine ve pH ve denatüre edici maddeler gibi diğer faktörlere bağlıdır.
- Aşırı pH: Yüksek pH'ta (>11,3), iki DNA zincirinin baz çiftleri arasındaki hidrojen bağları, bol miktarda OH- iyonunun varlığı nedeniyle ayrışır. DNA'nın denatürasyonuna neden olur.
- Diğer Denatüre Edici Ajanlar: Düşük tuz konsantrasyonları hidrojen bağlarını dengesizleştirir. Formaldehit ve üre, nitrojen bazlarıyla hidrojen bağları oluşturma eğilimindedir ve aldehitler ayrıca nitrojenli bazların elektronegatif merkezlerini değiştirerek baz çiftleri arasındaki hidrojen bağlanmasını da önler.
Denatürasyonunun DNA'ya etkisi: 260 nm dalga boylarında UV ışığının emilimi artar. Emilim hızı denatürasyon hızıyla doğru orantılıdır. DNA yapısında meydana gelen fiziksel değişimle viskozite azalır.
Renatürasyon aynı zamanda bağlanma olarak da bilinir. Sıcaklık ve pH optimum biyolojik seviyeye döndüğünde, DNA'nın çözülmüş ipliği geri sarılır ve çift zincirli DNA'yı geri verir.
DNA tamamen denatüre değilse renatürasyon süreci hızlı ve tek adımlı bir işlemdir, ancak DNA'lar tamamen denatüre edilmişse renatürasyon işlemi iki aşamalı bir işlemle gerçekleşir. İlk önce tamamlayıcı iplikler rastgele çarpışmayla bir araya gelir ve ardından çift sarmal oluşturacak şekilde geri sarma gerçekleşir.
Denatüre DNA'lar uygun koşullarda soğutulduğunda renatürasyon meydana gelir. Renatürasyon ayrıca sıcaklığa, pH'a, uzunluğa ve DNA yapısının bileşenlerine de bağlıdır. Renatürasyon hızı, mevcut tamamlayıcı dizilerin sayısıyla doğru orantılıdır. Renatürasyonla birlikte UV (260nm) emilimi azalır ve viskozite tekrar artar.[1]