DNA-Ligasen sind Enzyme, die DNA-Stränge verknüpfen. Sie bilden dabei eine Esterbindung zwischen einem Phosphatrest und dem Zucker Desoxyribose aus. Sie gehören in der EC-Nummern-Nomenklatur zu den Ligasen und besitzen die Nummer EC 6.5.1.-.
| DNA-Ligase | |
|---|---|
| ATP-abhängige DNA-Ligase mit zu ligierender DNA. | |
| Bezeichner | |
| Externe IDs |
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| Enzymklassifikation | |
| EC, Kategorie | 6.5.1.-, Ligase |
| Substrat | (Desoxyribonukleotid)m + (Desoxyribonukleotid)n |
| Produkte | (Desoxyribonukleotid)m+n |
Zerschnittene Nukleinsäuren entstehen bei verschiedenen Vorgängen innerhalb von Zellen:
- Bei der DNA-Replikation entstehen auf dem diskontinuierlichen Strang nicht zusammenhängende DNA-Stücke, die Okazaki-Fragmente. Die Verknüpfung dieser Stücke wird von Ligasen bewerkstelligt.
- Bei verschiedenen DNA-Reparatur-Mechanismen reparieren Ligasen die Strangbrüche.
Die DNA-Ligase verknüpft das 5'-Phosphat eines Stranges mit dem 3'-OH des anderen Stranges.
Verwendung Bearbeiten
Die in der Molekularbiologie aus Organismen isolierten bzw. rekombinant hergestellten Ligasen sind ein unverzichtbares Werkzeug, z. B. für die Gentechnik: Um gezielt DNA-Fragmente neu miteinander zu verbinden, werden die mittels Restriktionsendonukleasen geschnittenen Fragmente zusammen mit der DNA-Ligase und dem entsprechenden Kofaktor inkubiert. Die Ligase verknüpft die DNA-Stränge, sodass sich beispielsweise wieder ein ringförmiges Plasmid ergibt, das anschließend in Bakterienzellen transformiert werden kann.
Die am häufigsten verwendeten DNA-Ligasen sind:
- T4-DNA-Ligase: Sie kann sowohl glatte als auch überhängende Restriktionsenden verknüpfen. Als Kofaktor benötigt dieses Enzym ATP.
- E. coli-DNA-Ligase: Sie kann keine glatten Enden verknüpfen und braucht überhängende Enden. Als Kofaktor benötigt dieses Enzym NAD+.
- Taq-DNA-Ligase: wie E. coli-DNA-Ligase, aber thermostabil
Literatur Bearbeiten
- Lehman, I.R. (1974): DNA ligase: structure, mechanism, and function. In: Science. Bd. 186, Nr. 4166, S. 790–797. PMID 4377758
Weblinks Bearbeiten
- Molecular Tool: Ligation (englisch)