DNA λιγάση

Η σύνδεση των τμημάτων Okazaki χρειάζεται ένα ένζυμο το οποίο καταλύει τη σύνδεση των άκρων δύο αλυσίδων DNA. Η ύπαρξη κυκλικών μορίων DNA επίσης υποδηλώνει την ύπαρξη ενός τέτοιου ενζύμου. Το 1967, επιστήμονες από διάφορα εργαστήρια ανακάλυψαν ταυτόχρονα τη DNA λιγάση. Το ένζυμο αυτό καταλύει τον σχηματισμό ενός φωσφοδιεστερικού δεσμού μεταξύ της υδροξυλικής ομάδας 3' στο άκρο μιας αλυσίδας DNA και της φωσφορικής ομάδας 5' στο άκρο μιας άλλης. Προκειμένου να επιτευχθεί αυτή η θερμοδυναμικά μη επιτρεπόμενη αντίδραση απαιτείται η ύπαρξη μιας πηγής ενέργειας. Στους ευκαρυώτες και τα αρχαία, αυτή η πηγή ενέργειας είναι η ATP. Στα βακτήρια, το ρόλο αυτό παίζει κατά κανόνα το NAD+.
Η DNA λιγάση δεν μπορεί να συνδέσει δύο μονόκλωνα μόρια DNA ή να κυκλοποιήσει μονόκλωνο DNA. Η λιγάση κλείνει ρήγματα σε δίκλωνα μόρια DNA. Το ένζυμο E. coli, συνήθως σχηματίζει μια φωσφοδιεστερική γέφυρα, μόνο όταν υπάρχουν τουλάχιστον μερικά ζεύγη βάσεων μονόκλωνου DNA στο άκρο ενός κατά τα άλλα δίκλωνου τμήματος, τα οποία μπορούν να ζευχθούν με εκείνα ενός άλλου τμήματος, προκειμένου να σχηματίσουν ζεύγη βάσεων. Η λιγάση που κωδικεύεται από τον βακτηριοφάγο Τ4 μπορεί να συνδέει δύο θραύσματα διπλής έλικας, το κάθε ένα με αμβλύ άκρο, μια ικανότητα που έχει αξιοποιηθεί στην τεχνολογία ανασυνδυασμένου DNA.

DNA