Splittringen av två DNA-strängar, känd som DNA-denaturering eller DNA-strängseparation, orsakas främst av att vätebindningarna som håller ihop de komplementära basparen bryts. Dessa vätebindningar bildas mellan specifika kvävebaser:adenin (A) parar med tymin (T), och cytosin (C) parar med guanin (G). Att störa dessa vätebindningar leder till att de två DNA-strängarna separeras.

Flera faktorer kan orsaka DNA-denaturering:

1. Temperatur: Att höja temperaturen på en DNA-lösning kan ge tillräckligt med värmeenergi för att bryta vätebindningarna mellan basparen. Som ett resultat börjar DNA-strängarna separera, vilket resulterar i denaturering. Denna process hänvisas ofta till som "värmedenaturering" eller "termisk denaturering".

2. pH-ändringar: Extrema pH-förhållanden kan också störa vätebindningarna i DNA. Mycket sura eller alkaliska miljöer kan förändra joniseringstillstånden för de kvävehaltiga baserna, vilket påverkar deras förmåga att bilda stabila baspar. Följaktligen kan DNA-strängarna denaturera.

3. Kemikalier och lösningsmedel: Vissa kemikalier, såsom formamid, urea eller natriumdodecylsulfat (SDS), kan störa bildningen av vätebindningar mellan baspar. När de tillsätts till en DNA-lösning försvagar eller stör dessa kemikalier vätebindningarna, vilket leder till DNA-denaturering.

4. Höga saltkoncentrationer: Höga saltkoncentrationer kan också påverka DNA-stabiliteten. Närvaron av joner i saltlösningar kan störa de elektrostatiska interaktionerna mellan den negativt laddade DNA-ryggraden och positivt laddade joner. Denna interferens kan destabilisera DNA-strukturen och orsaka strängseparation.

Det är viktigt att notera att DNA-denaturering inte alltid är en skadlig eller irreversibel process. I vissa fall, såsom under DNA-replikation eller genuttryck, är den tillfälliga avvecklingen eller denatureringen av DNA väsentlig för väsentliga cellulära processer. Men under extrema förhållanden eller när DNA skadas eller bryts ned kan denaturering bli irreversibel och störa cellulära funktioner.