A maior parte do trabalho realizado em uma célula viva é realizada por suas proteínas. Uma coisa que uma célula deve fazer é duplicar seu DNA.
Em seu corpo, por exemplo, o DNA foi duplicado trilhões de vezes. As proteínas fazem esse trabalho, e uma dessas proteínas é uma enzima chamada DNA ligase. Os cientistas reconheceram que a ligase poderia ser útil na construção de DNA recombinante em laboratório, então eles incorporaram uma etapa de ligação no processo de criação de DNA recombinante.
A Estrutura do DNA
Uma única fita de DNA consiste em uma sequência de bases nitrogenadas que vão pelas abreviações A, T, G e C. Normalmente, o DNA é encontrado em uma fita dupla, onde uma longa sequência de bases é combinada com outra fita igualmente longa de bases.
As duas fitas são complementares, em que onde uma fita tem um A, a outra tem um T, e onde uma tem um G, a outra tem um C. O A e o T combinam entre si por meio de uma ligação química fraca chamada de ligação de hidrogênio, e G e C fazem o mesmo.
Ao todo, os dois fitas complementares são unidos uns aos outros através de muitas ligações de hidrogênio. Cada uma das duas fitas individuais mantém suas próprias bases nucleares, juntamente com uma ligação mais forte na forma de uma longa cadeia de grupos de açúcar e fosfato conectados covalentemente.
Função Ligase
Você pode pensar em uma fita de DNA como uma longa pulseira com quatro tipos diferentes de pingentes. Os amuletos ficam pendurados na forte corrente que os conecta.
A replicação do DNA constrói outra pulseira com pingentes igual à primeira. Sempre que houver um pingente A na primeira pulseira, um pingente T vai caber na segunda pulseira, e o mesmo para C e G.
Os amuletos da segunda pulseira podem coincidir com a primeira pulseira, sem que sejam eles próprios uma pulseira. Ou seja, eles podem se conectar à cadeia oposta por meio de uma conexão fraca, sem ter uma cadeia forte para conectá-los aos seus vizinhos.
A DNA ligase enzima detecta lugares onde a cadeia de açúcar e fosfato é quebrada e reconstrói o link, conectando os grupos de açúcar e fosfato em uma ligação forte.
DNA recombinante
O DNA recombinante é o resultado do corte de uma fita dupla de DNA e conectá-la a outra fita dupla. Cada fita dupla é freqüentemente cortada de forma desigual, com uma fita terminando algumas bases abaixo da outra.
Existem bases extras penduradas em uma extremidade, como no TTAA, por exemplo. A outra fita dupla tem bases extras em uma sequência como AATT. Os dois conjuntos de bases extras - chamados de "pontas pegajosas"- agarram-se uns aos outros através das suas ligações fracas de hidrogénio.
Pensando novamente em pulseiras com pingentes, imagine que você tem um bracelete duplo com duas correntes conectadas apenas por seus pingentes. Você corta a ponta, mas corta uma ponta a quatro feitiços da outra, então fica um pequeno rabo pendurado.
Você faz a mesma coisa com outra pulseira dupla. Se os quatro amuletos se complementarem, os dois amuletos cortados se conectarão, mas apenas por meio de seus encantos.
Enzima ligase usada na recombinação
Na etapa anterior de Recombinação de DNA, extremidades adesivas correspondentes de duas moléculas de DNA de fita dupla diferentes se conectaram. No entanto, a única conexão entre as duas seções é através das ligações fracas. Como a pulseira conectada apenas através dos amuletos correspondentes, seria fácil separá-los.
A enzima DNA ligase encontra os locais onde os grupos açúcar e fosfato não estão conectados e os liga. Mais uma vez, como a pulseira, depois que a DNA ligase surge e acorrenta as bases, a nova molécula de DNA de fita dupla, mais longa, fica fortemente conectada.
