Koja je funkcija enzim ligaze u stvaranju rekombinantne DNA?

Većinu posla u živoj stanici obavljaju njezini proteini. Jedna stvar koju stanica mora učiniti je duplicirati je DNA.

Na primjer, u vašem se tijelu DNK duplicirao milijardama puta. Proteini rade taj posao, a jedan od tih proteina je enzim tzv DNA ligaza. Znanstvenici su prepoznali da bi ligaza mogla biti korisna u izgradnji rekombinantne DNA u laboratoriju, pa su uključili korak ligacije u proces stvaranja rekombinantne DNA.

Jedan lanac DNA sastoji se od slijeda dušične baze koji idu pod kraticama A, T, G i C. Obično se DNK nalazi u dvostrukom lancu, gdje se jedna dugačka sekvenca baza podudara s drugom jednako dugačkom lancem baza.

Dvije se niti međusobno nadopunjuju, u onome gdje jedan pramen ima A drugi ima T, a gdje jedan ima G, drugi ima C. A i T se međusobno podudaraju kroz slabu kemijsku vezu koja se naziva a vodikova veza, a G i C čine isto.

Sveukupno, njih dvoje komplementarne niti su međusobno povezane mnogim vodikovim vezama. Svaka od ove dvije pojedinačne niti sadrži svoje nuklearne baze zajedno s jačom vezom u obliku dugog lanca kovalentno povezanih skupina šećera i fosfata.

Možete zamišljati DNA lanac kao jednu dugu narukvicu s četiri dražesne vrste. Čari jednostavno vise s jakog lanca koji ih povezuje.

Replikacija DNA gradi još jednu šarm narukvicu koja se podudara s prvom. Gdje god se nalazi Charm na prvoj narukvici, T Charm će stati na drugu narukvicu, a isto za C i G.

Privjesci na drugoj narukvici mogu se podudarati s prvom narukvicom, a da sami nisu na narukvici. Odnosno, mogu se povezati do suprotnog lanca preko slabe veze, a da nemaju jak lanac koji bi ih povezao sa svojim susjedima.

DNA ligaza enzim otkriva mjesta na kojima je prekinut lanac šećera i fosfata i obnavlja vezu povezujući grupe šećera i fosfata u snažnu vezu.

Rekombinantna DNA rezultat je rezanja dvostrukog lanca DNA i povezivanja s drugim dvostrukim lancem. Svaka se dvostruka nit često reže neravnomjerno, s tim da jedna niti završava nekoliko osnova za drugu.

Postoje dodatne baze koje vise s jednog kraja, kao na primjer u TTAA. Drugi dvostruki lanac ima dodatne baze u nizu poput AATT. Dvije skupine dodatnih baza - nazvane "ljepljivi krajevi"- hvataju se za svoje slabe vodikove veze.

Razmišljajući opet o šarm narukvicama, zamislite da imate jednu dvostruku šarm narukvicu s dva lanca povezana samo njihovim čarima. Odrežete kraj, ali odsječete jedan kraj, četiri čarapa kratka od drugog, tako da vam visi mali rep.

To isto radite s drugom narukvicom s dvostrukim šarmom. Ako se četiri draži nadopunjuju, dvije isječene čare povezat će se, ali samo putem svojih čari.

U prethodnom koraku Rekombinacija DNA, povezali su se ljepljivi krajevi dviju različitih dvolančanih molekula DNA. Međutim, jedina veza između dva odjeljka je preko slabih veza. Poput narukvice sa šarmom spojene samo odgovarajućim privjescima, bilo bi ih lako razdvojiti.

Enzim DNA DNA ligaze pronalazi mjesta na kojima skupine šećera i fosfata nisu povezane i povezuje ih. Ponovno, poput narukvice šarma, nakon što DNA ligaza prođe i ujedini baze, nova, dulja, dvolančana molekula DNA čvrsto je povezana.