Съдържание
Повечето работа, която се извършва в жива клетка, се извършва от нейните протеини. Едно нещо, което една клетка трябва да направи, е да дублира своята ДНК.
В тялото ви, например, ДНК е дублирана трилиони пъти. Протеините вършат тази работа и един от тези протеини е ензим, наречен ДНК лигаза, Учените признаха, че лигазата може да бъде полезна за изграждането на рекомбинантна ДНК в лабораторията, така че те включиха стъпка на лигиране в процеса на създаване на рекомбинантна ДНК.
Структурата на ДНК
Една верига от ДНК се състои от последователност от азотни основи, които минават чрез съкращенията A, T, G и С. Обикновено ДНК се намира в двойна верига, където една дълга последователност от бази се съчетава с друга еднакво дълга верига от основи.
Двете нишки са взаимнодопълващи се в това, че когато едната верига има А, другата има Т и където едната има G, другата има С. А и Т съвпадат помежду си чрез слаба химична връзка, наречена водородна връзка, и G и C правят същото.
Общо двете допълващи се нишки са свързани помежду си чрез много водородни връзки. Всяка от двете отделни нишки притежава собствена ядрена основа заедно с по-силна връзка под формата на дълга верига от захарно-фосфатни групи, ковалентно свързани.
Функция лигаза
Можете да мислите за ДНК кичур като за една дълга очарователна гривна с четири различни вида прелести. Прелестите просто висят от здравата верига, която ги свързва заедно.
ДНК репликацията изгражда друга очарователна гривна, съчетана с първата. Където има А чар на първата гривна, T чар ще се побере на втората гривна и същото за C и G.
Прелестите на втората гривна могат да съвпадат с първата гривна, без сами да са на гривна. Тоест, те могат да се свържат до противоположната верига чрез слаба връзка, без да имат силна верига, която да ги свърже със своите съседи.
Ензимът на ДНК лигаза открива местата, където захарната и фосфатната верига е прекъснат, и възстановява връзката, свързвайки групите захар и фосфати в силна връзка.
Рекомбинантна ДНК
Рекомбинантната ДНК е резултат от изрязването на двойна верига от ДНК и свързването му с друга двойна верига. Всяка двойна нишка често се нарязва неравномерно, като едната нишка завършва с няколко основи по-малка от другата.
Има допълнителни бази, висящи от единия край, например в TTAA. Другата двойна верига има допълнителни основи в последователност като AATT. Двата набора от допълнителни бази - наречени "лепкави краища" - се хващат една върху друга чрез своите слаби водородни връзки.
Мислейки отново за гривните с чар, представете си, че имате една двойна чар гривна с две вериги, свързани само чрез техните прелести. Откъсваш края, но отрязваш единия край четири очарования по-малко от другия, така че има малко опашка.
Правиш същото с друга гривна с двоен чар. Ако четирите сексапила се допълват, двата прекрасени сексапила ще се свържат, но само чрез техните прелести.
Ензим лигаза, използван при рекомбинация
В предходния етап на рекомбинация на ДНК, съчетани лепкави краища на две различни двуверижни ДНК молекули са свързани. Единствената връзка между двете секции обаче е чрез слабите връзки. Подобно на гривната за чар, свързана само чрез съвпадащите чар, би било лесно да ги раздърпате.
Ензимът на ДНК лигаза намира местата, където захарните и фосфатните групи не са свързани заедно и той ги свързва. И отново, подобно на гривната за очарование, след като ДНК лигазата преминава през и свързва основите заедно, новата, по-дълга, двуверижна ДНК молекула е силно свързана заедно.