Cele mai multe lucrări care se fac într-o celulă vie sunt realizate de proteinele sale. Un lucru pe care trebuie să-l facă o celulă este să-și dubleze ADN.
În corpul dumneavoastră, de exemplu, ADN-ul a fost duplicat de miliarde de ori. Proteinele fac această treabă și una dintre aceste proteine este o enzimă numită ADN ligază. Oamenii de știință au recunoscut că ligaza ar putea fi utilă în construirea ADN-ului recombinant în laborator, așa că au încorporat o etapă de ligare în procesul de creare a ADN-ului recombinant.
Structura ADN-ului
O singură catenă de ADN constă dintr-o secvență de baze azotate care merg după abrevierile A, T, G și C. În mod normal, ADN-ul se găsește într-o catenă dublă, unde o secvență lungă de baze este asortată cu o altă catenă la fel de lungă de baze.
Cele două fire sunt complementare, în cazul în care unul dintre fire are un A, celălalt are un T și unde unul are un G, celălalt are un C. A și T se potrivesc între ele printr-o legătură chimică slabă numită a legătură de hidrogenși G și C fac același lucru.
În total, cei doi fire complementare sunt unite între ele prin multe legături de hidrogen. Fiecare dintre cele două fire individuale dețin propriile baze nucleare împreună cu o legătură mai puternică sub forma unui lanț lung de grupe de zahăr și fosfat conectate covalent.
Funcția Ligază
Vă puteți gândi la un fir ADN ca la o brățară cu farmec lung, cu patru tipuri diferite de farmece. Farmecele atârnă doar de lanțul puternic care le leagă între ele.
Replicarea ADN construiește o altă brățară de farmec potrivită cu prima. Oriunde există un farmec A pe prima brățară, un farmec T se va potrivi pe a doua brățară și același lucru pentru C și G.
Farmecele de pe a doua brățară se pot potrivi cu prima brățară fără a fi ele însele pe o brățară. Adică, se pot conecta până la lanțul opus printr-o conexiune slabă, fără a avea un lanț puternic care să le conecteze la vecinii lor.
ADN ligaza enzimă detectează locurile în care lanțul de zahăr și fosfat este rupt și reconstruiește legătura, conectând grupurile de zahăr și fosfat într-o legătură puternică.
ADN recombinant
ADN-ul recombinant este rezultatul tăierii unui fir dublu de ADN și al conectării acestuia la un alt fir dublu. Fiecare șuviță dublă este adesea tăiată inegal, cu o șuviță care se termină cu câteva baze în afara celeilalte.
Există baze suplimentare care atârnă de un capăt, ca în TTAA, de exemplu. Cealaltă suvită dublă are baze suplimentare într-o secvență precum AATT. Cele două seturi de baze suplimentare - numite „capete lipicioase"- apucați-vă unul de celălalt prin legăturile lor slabe de hidrogen.
Gândindu-vă din nou la brățări de farmec, imaginați-vă că aveți o brățară cu farmec dublu, cu două lanțuri conectate numai prin farmecele lor. Scoateți capătul, dar scoateți un capăt cu patru farmece în afară de celălalt, deci există o coadă mică.
Faceți același lucru cu o altă brățară cu dublu farmec. Dacă cele patru farmece se completează reciproc, cele două farmece rupte se vor conecta, dar numai prin farmecele lor.
Enzima ligază utilizată în recombinare
În etapa anterioară a Recombinarea ADN-ului, s-au conectat capete lipicioase potrivite a două molecule de ADN dublu catenar diferite. Cu toate acestea, singura conexiune dintre cele două secțiuni este prin legăturile slabe. La fel ca brățara de farmec conectată numai prin farmecele potrivite, ar fi ușor să le despărțiți.
Enzima ADN ligază găsește locurile în care grupurile zahăr și fosfat nu sunt conectate între ele și le leagă. Din nou, la fel ca brățara de farmec, după ce ADN ligaza intră și leagă bazele împreună, noua moleculă de ADN dublu catenar mai lungă este puternic conectată între ele.