DNA分子的穩定性（常用熔點溫度，即Tm值表示），在一定的buffer濃度等條件下，取決於GC含量、片段的長度和具體的序列。Tm值與片段長度的統計關係早已研究清楚，但這種數量關係沒有明確的理論解釋。現在用來解釋DNA穩定性的理論是70年代初提出的用於預測RNA二級結構的最近鄰模型（Nearest Neighbor Model，NN 模型）。NN模型有二個基本假設，其一是DNA的穩定性主要取決於鹼基堆積力，增加一個鹼基就增加一份能量（自由能）；其二是每增加一個鹼基，其增加的能量值受最近鄰的鹼基影響。根據第一個假設可以推定，長的DNA比短的穩定其原因是長的DNA具有比較多的累計能量。這個理論一個明顯的問題是，DNA的長度增加一倍，其包含的能量也會增加一倍，但DNA的穩定性卻不會增加一倍。我國學者根據Tm值與GC含量和長度的統計關係，以及DNA生物物理學的研究結果，提出了對DNA穩定性的長度依賴性的一種完全不同的解釋。新的理論認為，DNA的穩定性決定於組成該分子的鹼基對的平均結合力（平均氫鍵數），而不是NN模型的鹼基堆積能量之和。由於每個DNA分子都存在兩個自由的端頭，而這兩個端頭會降低DNA分子的穩定性。由於自由端頭對不同長度的分子的總的結合力（氫鍵數）的負效應是相同的，長的分子的平均結合力受的影響比短的分子受的影響要小，所以更加穩定。這種用端頭效應解釋DNA穩定性的長度依賴性的理論，叫做端頭效應模型（End Effect Model）。
基本介紹
- 中文名：端頭效應模型
- 外文名：End effect model
研究背景,DNA雙螺旋模型,支持氫鍵理論的證據,氫鍵理論的問題和NN模型,
研究背景
DNA雙螺旋模型
Watson 和 Crick 於1953年提出了DNA雙螺旋結構模型。這個模型的一個顯著特點就是鹼基配對的原則，即DNA的二條互補的單鏈通過鹼基配對而形成雙鏈。鹼基配對發生在互補鹼基之間。其中鹼基A與T之間可以形成二個氫鍵，鹼基G和C之間形成三個氫鍵，從而鹼基對GC的結合力比AT要高。從這個DNA的基本結構可知，維持DNA雙鏈結構的力主要應該是氫鍵。
支持氫鍵理論的證據
早期用細菌基因組DNA做的熔解實驗表明，DNA的穩定性（Tm值）與GC含量成正比。Tm值與GC含量的關係就是著名的Marmur & Doty公式，
Tm（℃） = 69.3+0.41(%GC)
這個數量關係可以比較直觀地說明，DNA的雙鏈結構穩定性決定於氫鍵的數量，從而支持氫鍵是維持DNA雙鏈結構的主要力。
其它支持氫鍵理論的實驗有DNA在pH值<3或>12時會變性，這也是氫鍵的特性，因為氫鍵在低和高pH值的條件下會破壞。
氫鍵理論的問題和NN模型
最近鄰模型（NN 模型）
Tm值與GC含量和長度的統計關係
