Tartalom
Az élő sejtekben végzett munka nagy részét a fehérjék végzik. Az egyik dolog, amit a sejtnek meg kell tennie, hogy megismételje a DNS-ét.
Például a testében a DNS-t több milliárdszor megismételték. A fehérjék ezt a munkát végzik, és az egyik ilyen fehérje egy úgynevezett enzim DNS-ligáz. A tudósok felismerték, hogy a ligáz hasznos lehet a rekombináns DNS építésében a laboratóriumban, ezért beépítették a ligálási lépést a rekombináns DNS létrehozásának folyamatába.
A DNS szerkezete
Egyetlen DNS-szál olyan nitrogénbázisok sorozatából áll, amelyek az A, T, G és C rövidítésekkel működnek. Általában a DNS kettős szálban található, ahol az egyik hosszú bázisszekvencia illeszkedik egy másik ugyanolyan hosszú szálú bázisok.
A két szál komplementer, abban az esetben, ha az egyik szál A-val rendelkezik, a másiknak T-je van, és ahol az egyiknek G-je van, a másiknak C-je van. Az A és T egy gyenge kémiai kötésen, hidrogénkötésnek nevezik egymást, és G és C ugyanazt teszik.
Összességében a két komplementer szál sok hidrogénkötéssel kapcsolódik egymáshoz. A két különálló szál mindkettő saját nukleáris bázisokkal rendelkezik, erősebb kötés mellett, hosszú, kovalensen összekapcsolt cukor- és foszfátcsoportok formájában.
Ligase funkció
Gondolhat egy DNS-szálra, mint egy hosszú varázsa karkötőre, amely négy különböző típusú varázssal rendelkezik. A varázsa csak lekapcsolja az erős láncot, amely összeköti őket.
A DNS replikáció egy másik, az elsőhöz illeszkedő karkötőt épít fel. Bárhol is van egy A varázsa az első karkötőn, egy T varázsa illeszkedik a második karkötőn, ugyanaz a C és G.
A második karkötő varázsa megegyezik az első karkötővel anélkül, hogy maguk lennének a karkötőn. Vagyis egy gyenge összeköttetésen keresztül csatlakozhatnak az ellenkező lánchoz anélkül, hogy erős láncuk lenne ahhoz, hogy összekapcsolják szomszédaikkal.
A DNS-ligáz enzim kimutatja azokat a helyeket, ahol a cukor- és foszfátlánc megszakad, és újjáépíti a kapcsolatot, összekapcsolva a cukor- és foszfátcsoportokat egy erős kötéssel.
Rekombináns DNS
A rekombináns DNS egy DNS kettős szálának levágása és egy másik kettős szálhoz kapcsolása eredménye. Az egyes kettős szálakat gyakran egyenetlenül vágják le, az egyik szál néhány bázissal végződik a másiknál.
Vannak további bázisok, amelyek lógnak az egyik végén, mint például a TTAA esetében. A másik kettős szál extra bázisokkal rendelkezik, mint az AATT. A két extra báziskészlet - ragasztóvégeknek nevezik - gyenge hidrogénkötéseik révén megragadnak egymásra.
Gondolj még egyszer a báj karkötőkre, képzelje el, hogy van egy dupla báját karkötője, két lánccal, amelyek csak a báját vannak összekötve. Vágja le a végét, de az egyik végét négy varázsszagra vágja a másiktól, tehát egy kis farok lóg ki.
Ugyanezt csinálod egy másik dupla varázsú karkötővel. Ha a négy varázsa kiegészíti egymást, akkor a két bevágott varázsa összekapcsolódik, de csak a varázsaik révén.
Ligase enzim, amelyet rekombinációban használnak
A DNS-rekombináció előző lépésében két különféle kettős szálú DNS-molekula illesztett ragacsos végei kapcsolódtak össze. A két szakasz közötti egyetlen kapcsolat azonban a gyenge kötéseken keresztül történik. Mint a csak a megfelelő varázseremekkel összekötött varázsa karkötő, könnyű lenne is őket elválasztani.
A DNS-ligáz enzim megtalálja azokat a helyeket, ahol a cukor- és foszfátcsoportok nem kapcsolódnak egymáshoz, és összekapcsolja őket. Ugyanúgy, mint a bűvös karkötő, miután a DNS-ligáz átjutott és láncolta az alapokat, az új, hosszabb, kétszálú DNS-molekula szorosan kapcsolódik egymáshoz.