Az élő sejtben végzett legtöbb munkát a fehérjék végzik. Az egyik dolog, amit a cellának meg kell tennie, az a lemásolása DNS.
Például a testedben a DNS-t több milliárdszor megismételték. A fehérjék ezt a munkát végzik, és e fehérjék egyike az úgynevezett enzim DNS-ligáz. A tudósok felismerték, hogy a ligáz hasznos lehet a rekombináns DNS felépítésében a laboratóriumban, ezért beépítettek egy ligációs lépést a rekombináns DNS létrehozásának folyamatába.
A DNS felépítése
A DNS egyetlen szála szekvenciából áll nitrogénes bázisok amelyek az A, T, G és C rövidítésekkel járnak Normális esetben a DNS egy kettős szálban található meg, ahol az egyik hosszú bázisszekvencia összeilleszkedik egy másik ugyanolyan hosszú bázisszállal.
A két szál kiegészíti egymást abban, hogy ahol az egyik szálnak A-je van, a másiknak T-je van, és ahol egyiknek G-je van, a másiknak C-je van. Az A és a T gyenge kémiai kötésen keresztül illeszkedik egymáshoz, az úgynevezett a hidrogén kötés, és G és C ugyanezt teszi.
Összességében a kettő
Ligase funkció
Gondolhat egy DNS-szálra, mint egy hosszú varázskarkötőre, négy különböző típusú bűbájjal. A varázsa csak lóg az erős láncról, amely összeköti őket.
A DNS-replikáció egy újabb varázskarkötőt épít, amely az elsőhöz illeszkedik. Ahol az első karkötőn A-varázs található, a második karkötőhöz egy T-varázs illik, C-hez és G-hez hasonló.
A második karkötő varázsa megegyezhet az első karkötővel anélkül, hogy maguk is karkötőn lennének. Vagyis gyenge kapcsolaton keresztül kapcsolódhatnak az ellentétes lánchoz anélkül, hogy erős láncuk lenne ahhoz, hogy összekapcsolják őket a szomszédaikkal.
A DNS-ligáz enzim észleli azokat a helyeket, ahol a cukor- és foszfátlánc megszakadt, és újjáépíti a kapcsolatot, a cukor- és foszfátcsoportokat erős kötésben kötve össze.
Rekombináns DNS
A rekombináns DNS a DNS kettős szálának levágása és egy másik kettős szálhoz való kapcsolata. Minden kettős szálat gyakran egyenetlenül vágnak, az egyik szál néhány talppal rövidebb a másiknál.
Az egyik végén extra alapok lógnak, mint például a TTAA-ban. A másik kettős szálnak extra bázisai vannak olyan szekvenciában, mint az AATT. A két extra bázis készlet - az úgynevezett "ragacsos végek"- ragadjanak egymásra gyenge hidrogénkötésük révén.
Ismét gondolva a varázskarkötőkről, képzelje el, hogy van egy kettős varázskarkötője, két lánccal, amelyek csak a varázsaik révén vannak összekötve. Levágja a végét, de az egyik végét négy varázsa alatt levágja a másikra, így egy kis farok lóg le.
Ugyanezt teszed egy másik kettős varázskarkötővel. Ha a négy varázs kiegészíti egymást, akkor a két kivágott varázs összekapcsolódik, de csak a varázsaik révén.
Rekombinációban használt ligáz enzim
Az előző lépésben DNS rekombináció, két különböző kettős szálú DNS-molekula illeszkedő ragacsos végei kapcsolódtak össze. A két szakasz közötti kapcsolat azonban csak a gyenge kötéseken keresztül valósul meg. Mint a bájos karkötő, amelyet csak a hozzáillő varázslatokon keresztül lehet összekötni, könnyű lenne széthúzni őket.
A DNS-ligáz enzim megtalálja azokat a helyeket, ahol a cukor- és foszfátcsoportok nincsenek összekapcsolva, és összekapcsolja őket. Ismét, mint a varázskarkötő, miután a DNS-ligáz átjutott és láncolta össze az alapokat, az új, hosszabb, kétszálú DNS-molekula szorosan összekapcsolódik.