DNA結構的不均一性
在DNA的一級結構中，四種堿基A，T，C，G遠非均勻分布，盡管雙螺旋的構型大體相同，但沿著DNA鏈各處的物理結構不完全相同，各處雙螺旋的穩定性也就顯示出差別，充分體現了DNA一級結構決定高級結構的原理。其不均一性(heterogeneity)主要有：
1.反向重復序列(inverted repeats)
又稱回文序列(palindrome)，它能在DNA或RNA中形成發夾結構。這種回文結構通常是作為一種特別信號，如限制性核酸內切酸(restriction encl閂迥onuclease)及調節蛋白的識別位點，轉錄終止信號等。
2.富含A/T的序列
在高等生物中，A+T與G＋C的含量差不多相等，然而在它們的染色體某一區域，A?T含量可能相當高。如在很多有重要調節功能的DNA區段都富含A?T，特別是在復制起點和啟動子的Pribnow框(真核生物為TATA框)的序列中，其對于復制和起始十分重要。因為A－T對只有二條氫鍵，此處的雙鏈較G－C對處易于解開，有利于起始復合物的形成。
3.嘌呤和嘧啶的排列順序對雙螺旋結構穩定性的影響。
人們考察了十種相鄰的二核苷酸對(nearestneighbor doublets)，發現一個非常有趣的現象，那就是堿基組成相同，但嘌呤和嘧啶的排列順序不同，雙螺旋的穩定性具有顯著的差異。例如5′Gc 3′ 3′G 5′和5′GC 3′ 3′GC 5′的穩定性相差很大，前者的穩定性遠大于后。它們的氫鍵數目是相同的，它們的差別在于相鄰堿基之間的堆集力不同。即從嘌呤到嘧啶的方向的堿基堆集作用顯著地大于同樣組成的嘧啶到嘌呤方向的堿基堆集作用。(這里的方向就是常規的從5′端到3′端的方向)。這是因為前者的嘌呤環和嘧啶環重迭面積大于后者的嘧啶環和嘌呤環的重迭面積，這在B型DNA中確是如此。
根據Gotoh 1981年的研究，十種相鄰二核苷酸對的Tm值如表15?所示，單位為℃，所用離子強度為19.5mmol/l Na＋。
表15－5 相鄰二核苷酸對Tm值
| 3′ | |||||
| A | T | G | C | ||
| 5′ | A | 54.50 | 57.02 | 58.42 | 97.73 |
| T | 36.73 | 54.50 | 54.71 | 86.44 | |
| G | 86.44 | 97.73 | 85.97 | 136.12 | |
| C | 54.71 | 58.42 | 72.55 | 85.97 | |
由表15-5可以看到，5′TA 3′和 3′AT5′的Tm值最低。在真核生物中，常可以在19到27的位置上看到一個叫做TATA框的結構(又稱Hogness框)，這是RNA聚合酶的結合位點。在這里RNA聚合酶和有關蛋白質因子形成轉錄起始復合物。
又如，生命有機體選擇UAA作為最有效的終止密碼子絕不是偶然的，因為64個三聯體密碼子中，它與反密碼子(假定有的話)形成的互補產物5′UAA3′3′AUU5′的Tm值是最低的一個，即使在生理溫度下也是不穩定的。當初有人花了很多工夫去尋找一個不攜帶氨基酸的專供肽鏈終止用的tRNA，其實并不存在這種tRNA。肽鏈的釋放是由釋放因子RF在起作用。在三種終止密碼子中，UAG和UGA常會為突變型的tRNA無義抑制，而UAA則很少發生無義抑制也可能就是這個道理。這也就說明了為什么在肽鏈終止處常常會出現雙重終止密碼子。
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