La mayor parte del trabajo que se realiza en una célula viva lo realizan sus proteínas. Una cosa que tiene que hacer una celda es duplicar su ADN.
En su cuerpo, por ejemplo, el ADN se ha duplicado billones de veces. Las proteínas hacen ese trabajo, y una de esas proteínas es una enzima llamada ADN ligasa. Los científicos reconocieron que la ligasa podría ser útil para construir ADN recombinante en el laboratorio, por lo que incorporaron un paso de ligadura en el proceso de creación de ADN recombinante.
La estructura del ADN
Una sola hebra de ADN consta de una secuencia de bases nitrogenadas que van por las abreviaturas A, T, G y C. Normalmente, el ADN se encuentra en una cadena doble, donde una secuencia larga de bases se empareja con otra cadena de bases igualmente larga.
Las dos hebras son complementarias, ya que donde una hebra tiene una A, la otra tiene una T, y donde una tiene una G, la otra tiene una C. La A y la T coinciden a través de un enlace químico débil llamado enlace de hidrógeno, y G y C hacen lo mismo.
En total, los dos hebras complementarias se unen entre sí a través de muchos enlaces de hidrógeno. Cada una de las dos hebras individuales mantiene sus propias bases nucleares juntas con un enlace más fuerte en forma de una larga cadena de grupos de azúcar y fosfato conectados covalentemente.
Función ligasa
Puede pensar en una hebra de ADN como una pulsera de dijes larga con cuatro tipos diferentes de dijes. Los amuletos simplemente cuelgan de la fuerte cadena que los une.
La replicación del ADN crea otro brazalete con dijes que coincide con el primero. Dondequiera que haya un amuleto A en la primera pulsera, un amuleto T encajará en la segunda pulsera, y lo mismo para C y G.
Los dijes del segundo brazalete pueden coincidir con el primer brazalete sin estar en un brazalete. Es decir, pueden conectarse a la cadena opuesta a través de una conexión débil sin tener una cadena fuerte que los conecte con sus vecinos.
La ADN ligasa enzima detecta los lugares donde se rompe la cadena de azúcar y fosfato y reconstruye el enlace, conectando los grupos de azúcar y fosfato en un enlace fuerte.
ADN recombinante
El ADN recombinante es el resultado de cortar una doble hebra de ADN y conectarlo a otra doble hebra. Cada hebra doble a menudo se corta de manera desigual, con una hebra terminando unas pocas bases antes que la otra.
Hay bases adicionales que cuelgan de un extremo, como en TTAA, por ejemplo. La otra doble hebra tiene bases adicionales en una secuencia como AATT. Los dos conjuntos de bases adicionales, llamados "extremos pegajosos"- se agarran unos a otros a través de sus débiles enlaces de hidrógeno.
Pensando en las pulseras con dijes nuevamente, imagina que tienes una pulsera con dijes dobles con dos cadenas conectadas solo a través de sus dijes. Cortas el extremo, pero cortas un extremo cuatro amuletos menos que el otro, por lo que hay una pequeña cola colgando.
Haces lo mismo con otra pulsera de doble dije. Si los cuatro amuletos se complementan, los dos amuletos cortados se conectarán, pero solo a través de sus amuletos.
Enzima ligasa utilizada en la recombinación
En el paso previo de Recombinación de ADN, los extremos pegajosos emparejados de dos moléculas de ADN de doble cadena diferentes se han conectado. Sin embargo, la única conexión entre las dos secciones es a través de enlaces débiles. Al igual que la pulsera de dijes conectada solo a través de los dijes a juego, sería fácil separarlos.
La enzima ADN ligasa encuentra los lugares donde los grupos de azúcar y fosfato no están conectados y los une. Una vez más, al igual que la pulsera con dijes, después de que la ADN ligasa llega y encadena las bases, la nueva molécula de ADN de doble hebra, más larga, está fuertemente conectada entre sí.