Sisältö
Suurin osa työstä, joka tehdään elävässä solussa, tehdään sen proteiineilla. Yksi asia, jonka solun on tehtävä, on kopioida DNA: ta.
Esimerkiksi kehossasi DNA on kopioitu biljoonia kertoja. Proteiinit tekevät tämän työn, ja yksi niistä proteiineista on nimeltään entsyymi DNA-ligaasi. Tutkijat tunnustivat, että ligaasi voi olla käyttökelpoinen yhdistelmä-DNA: n rakentamisessa laboratoriossa, joten he sisällyttivät ligaatiosivun rekombinantti-DNA: n luomisprosessiin.
DNA: n rakenne
Yksi DNA-juoste koostuu typpeä emästä sisältävästä sekvenssistä, jotka kulkevat lyhenteillä A, T, G ja C. Normaalisti DNA: ta löytyy kaksoisjuosteesta, jossa yksi pitkä emässekvenssi sovitetaan yhteen toisen yhtä pitkään juosteen kanssa. emäkset.
Nämä kaksi juostet ovat toisiaan komplementoivia siinä mielessä, että yhdellä juosteella on A, toisella on T ja jossa toisella on G, toisella on C. A ja T sopivat toisiinsa heikon kemiallisen sidoksen, nimeltään vety sidoksen, kautta, ja G ja C tekevät saman.
Kaksi kahta komplementaarista juostetta on liitetty toisiinsa monien vety sidosten avulla. Kummassakin kahdesta erillisestä juosteesta on omat ydinpohjaansa yhdessä vahvemman sidoksen kanssa, joka on kovalenttisesti kytkettyjen pitkien sokeri- ja fosfaattiryhmien ketju.
Ligase-toiminto
Voit ajatella DNA-juosteen yhtenä pitkällä viehätysrannekkeella, jolla on neljä erityyppistä hurmaa. Korut viettävät vain vahvan ketjun, joka yhdistää ne toisiinsa.
DNA-replikaatio rakentaa uuden viehätysrannekkeen, joka vastaa ensimmäistä. Missä tahansa on A-viehätys ensimmäisessä rannekorussa, T-viehätys mahtuu toiseen rannekkeeseen ja sama C- ja G-rannekkeelle.
Toisen rannekorun viehätysvoimat voivat vastata ensimmäistä rannekorua olematta itse rannekorussa. Toisin sanoen he voivat liittyä vastakkaiseen ketjuun heikon yhteyden kautta ilman vahvaa ketjua kytkeäkseen naapureihinsa.
DNA-ligaasientsyymi havaitsee paikat, joissa sokeri- ja fosfaattiketju on murtunut, ja rakentaa uudelleen linkin yhdistämällä sokeri- ja fosfaattiryhmät vahvaan sidokseen.
Rekombinantti-DNA
Rekombinantti-DNA on seurausta DNA: n kaksois juosteen leikkaamisesta ja yhdistämisestä toiseen kaksois juosteeseen. Jokainen kaksoisnauha leikataan usein epätasaisesti, jolloin yksi lanka loppuu muutama emäs lyhyemmäksi kuin toinen.
Yhdessä päässä on ylimääräisiä tukikohtia, kuten esimerkiksi TTAA: ssa. Toisessa kaksoisjuosteessa on ylimääräisiä emäksiä sekvenssissä, kuten AATT. Kaksi ylimääräistä emästä, joita kutsutaan "tarttuviksi päiksi", tarttuvat toisiinsa heikkojen vety sidostensa kautta.
Kun ajattelet taas viehätysrannekkeita, kuvittele, että sinulla on yksi kaksinkertainen viehätysrannekoru, jossa kaksi ketjua on kytketty vain niiden hurmaa. Napsautat päädystä, mutta napautat toisesta päästään neljä viehätysvoimaa lyhyemmästä toisesta, joten pieni häntä roikkuu.
Teet saman asian toiselle kaksinkertaisen viehätysrannekorun kanssa. Jos neljä viehätysvoimaa täydentävät toisiaan, kaksi katkeltua viehätysvoimaa yhdistyvät toisiinsa, mutta vain niiden viehätysvoiman kautta.
Ligaseentsyymi, jota käytetään rekombinaatiossa
DNA-yhdistelmän edeltävässä vaiheessa kahden erillisen kaksijuosteisen DNA-molekyylin sovitut tarttuvat päät ovat yhdistyneet. Ainoa yhteys näiden kahden osan välillä on kuitenkin heikkojen sidosten kautta. Kuten viehätysrannekoru, joka on kytketty vain vastaavien viehätysten kautta, olisi helppo vetää ne toisistaan.
DNA-ligaasientsyymi löytää paikat, joissa sokeri- ja fosfaattiryhmät eivät ole kytketty toisiinsa, ja se yhdistää ne. Jälleen kerran, kuten viehättävä rannekoru, sen jälkeen kun DNA-ligaasi tulee läpi ja ketjuttaa emäkset yhteen, uusi, pidempi, kaksijuosteinen DNA-molekyyli on tiiviisti yhteydessä toisiinsa.