Vsebina
Večino dela, ki se opravi v živi celici, opravijo njegovi proteini. Ena stvar, ki jo mora celica storiti, je, da podvaja svoj DNK.
Na primer, v vašem telesu je bila DNA trikrat večkrat podvojena. Beljakovine opravljajo to delo in eden od teh beljakovin je encim, imenovan Ligaza DNA. Znanstveniki so prepoznali, da je ligaza lahko koristna pri gradnji rekombinantne DNK v laboratoriju, zato so v postopek ustvarjanja rekombinantne DNK vključili ligacijski korak.
Struktura DNK
En sam niz DNK je sestavljen iz zaporedja dušikovih baz, ki se nanašajo na kratice A, T, G in C. Običajno DNK najdemo v dvojnem niti, kjer se eno dolgo zaporedje baz ujema z drugim enako dolgim nizom podlage.
Dva sklopa se dopolnjujeta, pri čemer ima en pramen A, drugi pa T, in kjer ima G, drugi ima C. A in T se med seboj ujemata s šibko kemično vezjo, imenovano vodikova vez, in G in C storita isto.
Skupaj sta dva komplementarna niza med seboj povezana s številnimi vodikovimi vezmi. Vsak od obeh pramenov ima svoje jedrske baze skupaj z močnejšo vezjo v obliki dolge verige skupin sladkorja in fosfatov, ki so kovalentno povezane.
Ligase funkcija
Na pramen DNK si lahko omislite eno zapestnico z dolgimi šarmi, ki ima štiri različne čare. Čari samo visijo z močno verigo, ki jih povezuje.
Razmnoževanje DNK ustvari še eno očarljivo zapestnico, ki se ujema s prvo. Ne glede na to, kje ima prva zapestnica A, se bo na drugi zapestnici prilepil T čar, za C in G pa enako.
Čari na drugi zapestnici se lahko ujemajo s prvo zapestnico, ne da bi bili sami na zapestnici. To pomeni, da se lahko povežejo do nasprotne verige preko šibke povezave, ne da bi imeli močno verigo, da bi jih povezali s sosedi.
Encim ligaza DNA zazna mesta, kjer se pretrga sladkorna in fosfatna veriga, in ponovno vzpostavi povezavo, ki povezuje skupine sladkorja in fosfata v močni vezi.
Rekombinantna DNK
Rekombinantna DNK je posledica rezanja dvojnega niza DNK in povezave z drugim dvojnim nizom. Vsak dvojni pramen je pogosto razrezan neenakomerno, en pramen se konča nekaj osnov manj kot drugi.
Obstajajo dodatne podlage, ki visijo z enega konca, kot na primer TTAA. Drugi dvojni pramen ima dodatne podlage v zaporedju, kot je AATT. Dva sklopa dodatnih baz - imenovana "lepljivi konci" - se oprimeta drug na drugega s pomočjo svojih šibkih vodikovih vezi.
Če znova pomislite na zapestnice s šarmom, si predstavljajte, da imate dvojno zapestnico z dvojnim šarmom z dvema verigama, povezanima le skozi svoje čare. Odsekaš konec, a en konec prerešetaš štiri čare manj od drugega, tako da se malo odveže rep.
Enako storite z drugo zapestnico z dvojnim šarmom. Če se štirje šarmerji medsebojno dopolnjujejo, se bosta dva odmevna čara povezala, vendar le s svojimi čarami.
Encim ligaze, ki se uporablja pri rekombinaciji
V predhodnem koraku rekombinacije DNA so se ujemali lepljivi konci dveh različnih dvojnih molekul DNK. Vendar je edina povezava med obema odsekoma preko šibkih vezi. Tako kot zapestnica s šarmom, povezana samo prek ujemajočih se čarov, bi jih bilo tudi enostavno raztrgati.
Encim ligaza DNK najde mesta, kjer skupine sladkorja in fosfata nista povezani, kar jih povezuje. Tako kot zapestnica s šarmom, ko DNA ligaza pride skozi in skupaj poveže baze, je nova, daljša, dvoverižna molekula DNK močno povezana.