Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Biologi

Hvad er funktionen af ​​enzymets ligase til dannelse af rekombinant DNA?

Enhver form for arbejde, der udføres i en levende celle, udføres af proteinerne. En ting en celle har at gøre er at duplikere dens DNA. I din krop, for eksempel, DNA er blevet dupliceret trillioner gange. Proteiner gør det job, og et af disse proteiner er et enzym kaldet DNA ligase. Forskere erkendte, at ligase kunne være nyttig ved opbygning af rekombinant DNA i laboratoriet, så de indarbejdede et ligationstrin i processen med at skabe rekombinant DNA.

DNA-strukturen

En enkelt streng DNA består af en sekvens af nukleare baser, der går efter forkortelserne A, T, G og C. Normalt findes DNA i en dobbeltstreng, hvor en lang række baser er matchet med en anden lige så lang basisbase. De to tråde er komplementære, idet den ene streng har en A, den anden har en T, og hvor den ene har en G, den anden har en C. A og T matcher hinanden gennem en svag kemisk binding kaldet en hydrogenbinding, og G og C gør det samme. Samlet set er de to komplementære tråde forbundet til hinanden gennem mange hydrogenbindinger. Hver af de to individuelle tråde holder deres egne nukleare baser sammen med en stærkere binding i form af en lang kæde af sukker og fosfatgrupper kovalent forbundet.

Ligas funktion

Du kan tænke af en DNA-streng som en lang charme armbånd med fire forskellige typer af charms. Charmerne hænger bare af den stærke kæde, der forbinder dem sammen. DNA replikation bygger et andet charme armbånd matchet til den første. Uanset hvor der er en Charm på det første armbånd, passer en T-charm på det andet armbånd, og det samme for C og G. Charmerne på andet armbånd kan matches til det første armbånd uden at være på armbånd selv. Det vil sige, de kan forbinde op mod den modsatte kæde gennem en svag forbindelse uden at have en stærk kæde til at forbinde dem med deres naboer. DNA ligase detekterer steder, hvor sukker- og fosfatkæden er brudt og genopbygger forbindelsen, der forbinder sukker- og fosfatgrupperne i en stærk binding.

Rekombinant DNA

Rekombinant DNA er resultatet af skæring en dobbelt streng af DNA og forbinder den med en anden dobbelt streng. Hver dobbelt streng skæres ofte ujævnt, med en streng der slutter et par baser kort fra den anden. Der er ekstra baser hængende fra den ene ende, som f.eks. I TTAA. Den anden dobbeltstreng har ekstra baser i en rækkefølge som AATT. De to sæt ekstra baser - kaldet "klæbrige ender" - greb på hinanden gennem deres svage brintbindinger.

Tænk på charmarmbånd igen, forestil dig, at du har et dobbelt charmet armbånd med to kæder, der kun er forbundet via deres charme. Du smider af enden, men du sniper en ende fire charms kort fra den anden, så der er en lille hale hængende væk. Du gør det samme med et andet dobbelt charme armbånd. Hvis de fire charme supplerer hinanden, vil de to snipped charms forbinde, men kun gennem deres charme.

Ligase i Recombination

I det tidligere trin af DNA-rekombination matchede klæbrige ender af to forskellige dobbeltstrengede DNA-molekyler er forbundet. Imidlertid er den eneste forbindelse mellem de to sektioner gennem de svage bindinger. Ligesom charme armbåndet kun tilsluttet de matchende charme, ville det være let at trække dem fra hinanden. DNA ligase finder de steder, hvor sukker- og fosfatgrupperne ikke er forbundet sammen, og det forbinder dem. Igen, ligesom charme armbåndet, efter at DNA ligase kommer igennem og kæder baserne sammen, er det nye, længere, dobbeltstrengede DNA-molekyle stærkt forbundet sammen.

Klik for at udvide hele teksten