Daugumą darbų, atliekamų gyvoje ląstelėje, atlieka jos baltymai. Vienas dalykas, kurį turi padaryti ląstelė, yra jo kopija DNR.
Pavyzdžiui, jūsų kūne DNR buvo dubliuota trilijonus kartų. Baltymai atlieka tą darbą, ir vienas iš tų baltymų yra fermentas, vadinamas DNR ligazė. Mokslininkai pripažino, kad ligazė gali būti naudinga laboratorijoje kuriant rekombinantinę DNR, todėl į rekombinantinės DNR sukūrimo procesą jie įtraukė ligavimo etapą.
DNR struktūra
Vieną DNR grandinę sudaro seka azoto bazės kurie eina santrumpomis A, T, G ir C. Paprastai DNR randama dviguboje grandinėje, kur viena ilga bazių seka derinama su kita vienodai ilga bazių grandine.
Dvi sruogos yra viena kitą papildančios tuo, kad kai viena grandinė turi A, kita turi T, o kur viena turi G, kita turi C. A ir T tarpusavyje sutampa per silpną cheminę jungtį, vadinamą a vandenilio jungtis, o G ir C daro tą patį.
Iš viso abu papildomos sruogos yra sujungtos viena su kita per daug vandenilio jungčių. Kiekviena iš dviejų atskirų gijų turi savo branduolines bazes kartu su stipresniu ryšiu ilgos kovalentiškai sujungtų cukraus ir fosfatų grupių pavidalu.
Ligazės funkcija
Galite galvoti apie DNR grandinę kaip vieną ilgą žavesio apyrankę su keturiais skirtingais žavesio tipais. Žavesys tiesiog kabo nuo tvirtos grandinės, jungiančios juos kartu.
DNR replikacija sukuria dar vieną žavesio apyrankę, priderintą prie pirmosios. Visur, kur ant pirmosios apyrankės yra A žavesys, ant antrosios apyrankės tiks T žavesys, tas pats C ir G.
Antrosios apyrankės žavesys gali prilygti pirmajai apyrankei, nebūdamas ant apyrankės. Tai yra, jie gali prisijungti prie priešingos grandinės per silpną jungtį, neturėdami stiprios grandinės, kad galėtų juos sujungti su savo kaimynais.
DNR ligazė fermentas aptinka vietas, kur yra nutrūkusi cukraus ir fosfato grandinė, ir atstato ryšį, sujungdamas cukraus ir fosfato grupes stipriai.
Rekombinantinė DNR
Rekombinantinė DNR yra pjovimo dviguba DNR grandinė ir prijungimas prie kitos dvigubos grandinės. Kiekviena dviguba sruoga dažnai nukerpama netolygiai, viena sruoga baigiasi keletu pagrindų, o kita - ne.
Ant vieno galo kabo papildomos bazės, kaip, pavyzdžiui, TTAA. Kita dviguba grandinė turi papildomas bazes tokia seka kaip AATT. Du papildomų bazių rinkiniai, vadinami "lipni galaigriebkite vienas kitą per silpnus vandenilio ryšius.
Vėl galvodami apie žavesio apyrankes, įsivaizduokite, kad turite vieną dvigubo žavesio apyrankę su dviem grandinėmis, sujungtomis tik per jų žavesį. Nukirpsi galą, bet vieną galą nubrauksi keturiais pakabukais nuo kito, todėl nukabins maža uodega.
Jūs darote tą patį dalyką kitai dvigubo žavesio apyrankei. Jei keturi žavesiai papildys vienas kitą, du nukirpti kerai susijungs, bet tik per savo žavesį.
Ligazės fermentas, naudojamas rekombinacijoje
Ankstesniame žingsnyje DNR rekombinacijasujungė dviejų skirtingų dvigubų DNR molekulių lipnius galus. Tačiau vienintelis ryšys tarp dviejų sekcijų yra per silpnus ryšius. Kaip ir žavesio apyrankę, sujungtą tik per derančius žavesius, būtų lengva jas išskirti.
DNR ligazės fermentas suranda vietas, kur cukraus ir fosfato grupės nėra sujungtos, ir jas sujungia. Vėlgi, kaip ir žavesio apyrankė, po to, kai DNR ligazė prasiskverbia per grandines ir sujungia pagrindus, nauja, ilgesnė, dvigrandė DNR molekulė yra stipriai sujungta.
