Содержание
Большая часть работы, выполняемой в живой клетке, выполняется ее белками. Одна вещь, которую клетка должна сделать, состоит в том, чтобы дублировать ее ДНК.
Например, в вашем теле ДНК была продублирована триллионы раз. Белки делают эту работу, и один из этих белков представляет собой фермент под названием ДНК-лигаза, Ученые признали, что лигаза может быть полезна для создания рекомбинантной ДНК в лаборатории, поэтому они включили этап лигирования в процесс создания рекомбинантной ДНК.
Структура ДНК
Одна нить ДНК состоит из последовательности азотистых оснований, которые обозначаются аббревиатурами A, T, G и C. Обычно ДНК находится в двойной цепи, где одна длинная последовательность оснований сопоставляется с другой такой же длинной цепью основы.
Две цепи дополняют друг друга: в тех случаях, когда одна нить имеет A, а другая имеет T, а где одна имеет G, другая имеет C. C. A и T соответствуют друг другу посредством слабой химической связи, называемой водородной связью, и G и C делают то же самое.
В целом, две взаимодополняющие нити соединены друг с другом посредством множества водородных связей. Каждая из двух отдельных цепей удерживает свои собственные ядерные основания вместе с более прочной связью в форме длинной цепи сахарных и фосфатных групп, ковалентно связанных.
Функция лигазы
Вы можете представить себе цепочку ДНК как один длинный браслет с четырьмя различными типами подвесок. Чары просто свисают с прочной цепи, которая соединяет их вместе.
Репликация ДНК создает еще один браслет-браслет, соответствующий первому. Везде, где есть брелок A на первом браслете, брелок T будет помещаться на втором браслете, и то же самое для C и G.
Подвески на втором браслете могут соответствовать первому браслету, не будучи самим браслетом. Таким образом, они могут соединиться с противоположной цепью через слабую связь, не имея сильной цепочки, чтобы соединить их со своими соседями.
Фермент ДНК-лигаза обнаруживает места, где разрывается сахарная и фосфатная цепь, и восстанавливает связь, соединяя сахарную и фосфатную группы в прочную связь.
Рекомбинантная ДНК
Рекомбинантная ДНК является результатом разрезания двойной цепи ДНК и соединения ее с другой двойной цепью. Каждая двойная нить часто разрезается неравномерно, причем одна нить заканчивается на несколько оснований ниже другой.
Есть дополнительные основания, свисающие с одного конца, как, например, в TTAA. Другая двойная цепь имеет дополнительные основания в такой последовательности, как AATT. Два набора дополнительных оснований - так называемые «липкие концы» - сцепляются друг с другом через свои слабые водородные связи.
Подумав снова о браслетах-оберегах, представьте, что у вас есть один двойной браслет с двумя цепочками, соединенными только через их чары. Вы отсекаете конец, но вы отсекаете один конец на четыре очарования за исключением другого, так что есть маленький хвост, свисающий.
Вы делаете то же самое с другим двойным браслетом. Если четыре оберега дополняют друг друга, два обрезанных заклинания будут соединяться, но только через свои чары.
Фермент лигаза, используемый в рекомбинации
На предшествующем этапе рекомбинации ДНК соединялись совпадающие липкие концы двух разных двухцепочечных молекул ДНК. Однако единственная связь между этими двумя секциями - через слабые связи. Как и браслет с подвесками, соединенный только с помощью соответствующих подвесок, их будет легко разделить.
Фермент ДНК-лигаза находит места, где сахарные и фосфатные группы не связаны друг с другом, и связывает их. Опять же, как и браслет-шарм, после того, как ДНК-лигаза проникает и связывает основания вместе, новая, более длинная, двухцепочечная молекула ДНК прочно соединяется вместе.