Varje typ av arbete som görs i en levande cell görs av dess proteiner. En sak som en cell måste göra är att duplicera sitt DNA. I din kropp, till exempel, har DNA dubbletts biljoner gånger. Proteiner gör det jobbet, och ett av dessa proteiner är ett enzym som heter DNA-ligas. Forskare inser att ligas kan vara användbar för att bygga rekombinant DNA i labbet, så de införlivade ett ligationssteg i processen för att skapa rekombinant DNA.

DNA-strukturen

En enda DNA-sträng består av en sekvens av kärnbaser som går genom förkortningarna A, T, G och C. Normalt finns DNA i en dubbelsträng, där en lång följd av baser matchas med en annan lika lång sträng av baser. De två strängarna är komplementära, där den ena strängen har A, den andra har en T och där en har en G, den andra har en C. A och T matchar varandra genom en svag kemisk bindning som kallas en vätebindning, och G och C gör detsamma. Sammantaget är de två komplementära strängarna förenade med varandra genom många vätebindningar. Var och en av de två enskilda strängarna håller sina egna kärnbaser tillsammans med ett starkare band i form av en lång kedja av socker- och fosfatgrupper som är kovalent kopplade.

Ligas funktion

Du kan tänka av en DNA-sträng som ett långt charmarmband med fyra olika typer av charmar. Berlockerna hänger bara av den starka kedjan som förbinder dem tillsammans. DNA-replikering bygger ett annat charmband matchat med det första. Varhelst det finns en charm på det första armbandet, kommer en T-charm passa på det andra armbandet, och detsamma för C och G. Charmarna på det andra armbandet kan matcha till det första armbandet utan att vara på ett armband själv. Det vill säga de kan ansluta till motsatt kedja genom en svag anslutning utan att ha en stark kedja för att ansluta dem till sina grannar. DNA-ligas detekterar platser där socker- och fosfatkedjan bryts och återuppbygger länken och förbinder socker- och fosfatgrupperna i en stark bindning.

Rekombinant DNA

Rekombinant DNA är ett resultat av skärning en dubbelsträng av DNA och kopplar den till en annan dubbelsträng. Varje dubbelsträng skärs ofta ojämnt, med en sträng som slutar några baser kort från varandra. Det finns extra baser som hänger i ena änden, till exempel i TTAA. Den andra dubbelsträngen har extra baser i en sekvens som AATT. De två uppsättningarna av extra baser - som kallas "klibbiga ändar" - griper på varandra genom sina svaga vätebindningar.

Tänk på charmarmband igen, tänk dig att du har ett dubbelarmband med två kedjor som endast är anslutna deras charmar. Du klipper av änden, men du snipar ena änden fyra charmar kort från den andra, så det är en liten svans som hänger av. Du gör detsamma med ett annat dubbelarmband. Om de fyra charmarna kompletterar varandra, kommer de två snippade charmarna att anslutas, men bara genom sina charmar.

Ligas i rekombination

I det föregående steget med DNA-rekombination matchas klibbiga ändar av två olika dubbelsträngade DNA-molekyler har anslutit sig. Den enda kopplingen mellan de två sektionerna är emellertid genom de svaga bindningarna. Liksom charmarmbandet är anslutet bara genom matchande charmar, skulle det vara lätt att dra dem ifrån varandra. DNA-ligas finner de ställen där socker- och fosfatgrupperna inte är kopplade ihop, och det kopplar upp dem. Återigen, som charmbandet, efter att DNA-ligas har kommit igenom och kedjer baserna tillsammans, är den nya, längre dubbelsträngade DNA-molekylen starkt kopplad till varandra.