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GRUNDLEGEND – Wenn zwei DNA-Moleküle übereinstimmende Enden haben, können sie durch das Enzym DNA-Ligase verbunden werden. Die DNA-Ligase schließt die Lücke zwischen den Molekülen und bildet ein einzelnes Stück DNA.
Falls Sie es im Detail wollen –
Ligase ist wie ein Molekül Stitcher. Sie sind allgegenwärtig und essentiell für alle Zellen und vielleicht zu jeder Zeit. DNA-Ligase (Polydeoxyribonukleotidsynthase) ist das Enzym, das zwei einzelsträngige DNA-Fragmente verbindet, indem es die Bildung einer Inter-Nukleotidester-Bindung zwischen Phosphat und Desoxyribose katalysiert. Es ist während der DNA-Replikation, DNA-Reparatur und DNA-Rekombination aktiv. Es gibt zwei Formen der DNA-Ligase: Eine benötigt ATP und die andere NAD. NAD (+) -abhängige DNA-Ligasen sind in Bakterien, einigen Entomopox-Viren und dem Mimi-Virus vorhanden, während ATP-abhängige DNA-Ligasen allgegenwärtig sind.
Wenn eine der doppelsträngigen DNA gebrochen ist, ligieren Ligasen die gebrochenen endet durch Bildung einer Phosphodiesterbindung zwischen den gebrochenen Enden. Sie verwenden die freien 5p eines Nukleotids eines Segments und die freie 3OH-Gruppe des benachbarten Segments. Nachdem sie diese erkannt und an sie gebunden haben, katalysieren sie die Reaktion, um eine kovalente Bindung zu bilden, und versiegeln so den Nick. Damit das Enzym funktioniert, benötigt es ds-DNA mit solchen Lücken oder Kerben in einem der Stränge. Der Einschnitt oder die Lücke sollte kein fehlendes Nukleotid zwischen den Enden enthalten. Eine minimale Länge der für seine Funktion benötigten ds-Strang-DNA beträgt mindestens 4 bis 8 Basenpaarlängen, und die gebrochenen Bindungen sollten nebeneinander liegen. Wenn mehr als ein Nukleotid fehlt, können sie dies nicht tun. Viele DNA-Ligasen werden aus verschiedenen Quellen identifiziert, die ihre eigenen spezifischen Merkmale, Molekulargewichte, Anforderungen und Funktionsweisen haben.
Antwort
DNA-Ligase ist ein Enzym, das repariert Unregelmäßigkeiten oder bricht Rückgrat doppelsträngiger DNA-Moleküle. Es spielt eine wichtige Rolle im Prozess der DNA-Replikation und DNA-Reparatur. Es hat drei allgemeine Funktionen: Es versiegelt Reparaturen in der DNA, es versiegelt Rekombinationsfragmente , und es verbindet Okazaki Fragmente (kleine DNA-Fragmente, die während der Replikation doppelsträngiger DNA gebildet werden ). Die DNA-Ligase funktioniert durch Bildung einer Bindung zwischen dem Ende eines „Donor“ -Nukleotids und dem Ende eines „Akzeptor“ -Nukleotids.
Es gibt zwei Haupttypen von DNA-Ligase – die erste kommt nur in prokaryotischen Zellen vor (Zellen ohne Kern, wie Bakterien). Die zweite findet sich in eukaryotischen Zellen (Zellen mit einem Kern, wie die von Pflanzen und Tieren) sowie in Viren und Bakteriophagen. Darüber hinaus haben Säugetiere vier Subtypen von Ligasen, die sich in ihrer Funktion unterscheiden. Die DNA-Ligase III enthält beispielsweise ein DNA-Reparaturprotein namens XRCC1, das den Bruch im DNA-Strang abdichtet, der während der Reparatur der Nukleotid-Exzision auftritt. Im Allgemeinen sind eukaryotische DNA-Ligasen viel größer als ihre prokaryotischen Gegenstücke; Die kleinste DNA-Ligase wird vom Bakteriophagen T7 produziert.
Da die DNA-Ligase eine so wichtige Rolle bei der Unterstützung der DNA-Reparatur und -Replikation spielt, ist sie ein wichtiger Bestandteil genetischer Rekombinationsexperimente, einschließlich der Klonierung.