Lielāko daļu darba, ko veic dzīvā šūnā, veic tā olbaltumvielas. Viena lieta, kas šūnai jādara, ir tās dublēšana DNS.
Piemēram, jūsu ķermenī DNS ir dublēts triljoniem reižu. Olbaltumvielas veic šo darbu, un viens no šiem proteīniem ir ferments, ko sauc DNS ligāze. Zinātnieki atzina, ka ligāze varētu būt noderīga, veidojot rekombinanto DNS laboratorijā, tāpēc rekombinantās DNS izveidošanas procesā viņi iestrādāja ligācijas posmu.
DNS struktūra
Viena DNS virkne sastāv no sekvences slāpekļa bāzes kas notiek ar saīsinājumiem A, T, G un C. Parasti DNS tiek atrasta divkāršā virknē, kur viena gara bāzes secība tiek saskaņota ar citu tikpat garu pamatu virkni.
Abi pavedieni ir savstarpēji papildinoši tādā ziņā, ka tur, kur vienai virknei ir A, otrai ir T, un kur vienai ir G, otrai ir C. A un T savstarpēji sakrīt ar vāju ķīmisko saiti, ko sauc par a ūdeņraža saite, un G un C dara to pašu.
Kopā abi papildu virzieni ir savienoti viens ar otru caur daudzām ūdeņraža saitēm. Katrs no diviem atsevišķajiem pavedieniem satur savas kodolbāzes kopā ar stiprāku saiti kovalenti savienotu garu cukura un fosfātu grupu ķēdes veidā.
Ligāzes funkcija
Jūs varat iedomāties DNS virkni kā vienu garu šarmu aproci ar četriem dažādiem burvju veidiem. Burvji vienkārši nokarājas pie stiprās ķēdes, kas tos savieno.
DNS replikācija veido vēl vienu šarmu aproci, kas pieskaņota pirmajai. Visur, kur uz pirmās rokassprādzes ir A šarms, uz otrās aproces derēs T šarms, tāpat kā C un G.
Otrās aproces piekariņi var sakrist ar pirmo rokassprādzi, pašiem neatrodoties uz rokassprādzes. Tas ir, viņi var savienoties līdz pretējai ķēdei, izmantojot vāju savienojumu, bez spēcīgas ķēdes, kas tos savienotu ar kaimiņiem.
DNS ligāze ferments nosaka vietas, kur ir sadalījusies cukura un fosfāta ķēde, un atjauno saikni, savienojot cukura un fosfāta grupas ar spēcīgu saiti.
Rekombinantā DNS
Rekombinantā DNS ir DNS dubultās virknes sagriešanas un savienošanas ar citu dubulto virkni rezultāts. Katra dubultā virkne bieži tiek sagriezta nevienmērīgi, un viena virkne beidzas dažas pamatnes īsākas par otru.
Pie viena gala ir karājas papildu pamatnes, piemēram, TTAA. Otrai dubultā virknei ir papildu bāzes tādā secībā kā AATT. Divi papildu bāzes komplekti - saukti par "lipīgi gali"- satveriet viens otru caur vājām ūdeņraža saitēm.
Atkal domājot par šarmu aprocēm, iedomājieties, ka jums ir viena dubultā šarmu aproce ar divām ķēdēm, kas savienotas tikai caur to piekariņiem. Jūs nogriezat galu, bet vienu galu jūs nogriezat četrus piekariņus īsākus par otru, tāpēc tur ir pakārta maza aste.
Jūs darāt to pašu ar citu dubultā šarmu aproci. Ja četras burvības papildina viena otru, abas izgrieztās piekariņas savienosies, bet tikai ar to palīdzību.
Ligāzes enzīms, ko izmanto rekombinācijā
Iepriekšējā solī DNS rekombinācija, savienoti divu dažādu divu virkņu DNS molekulu lipīgi gali. Tomēr vienīgais savienojums starp abām sekcijām ir vājo saišu dēļ. Tāpat kā šarmu rokassprādze, kas savienota tikai caur atbilstošām piekariņām, arī tās būtu viegli izvilkt.
DNS ligāzes ferments atrod vietas, kur cukura un fosfāta grupas nav savienotas kopā, un tas tās saista. Atkal, tāpat kā šarmu aproce, pēc tam, kad DNS ligāze iziet cauri un ķēdes savieno kopā, jaunā, garākā, divkāršotā DNS molekula ir cieši saistīta.