NộI Dung
Hầu hết các công việc được thực hiện trong một tế bào sống được thực hiện bởi các protein của nó. Một điều mà một tế bào phải làm là nhân đôi DNA của nó.
Trong cơ thể của bạn, ví dụ, DNA đã được nhân đôi hàng nghìn tỷ lần. Protein làm công việc đó và một trong những protein đó là enzyme gọi là sợi DNA. Các nhà khoa học nhận ra rằng ligase có thể hữu ích trong việc xây dựng DNA tái tổ hợp trong phòng thí nghiệm, vì vậy họ đã kết hợp một bước thắt trong quá trình tạo DNA tái tổ hợp.
Cấu trúc của DNA
Một chuỗi DNA đơn gồm một chuỗi các bazơ nitơ đi theo các chữ viết tắt A, T, G và C. Thông thường, DNA được tìm thấy trong một chuỗi kép, trong đó một chuỗi dài các bazơ được ghép với một chuỗi dài bằng nhau khác căn cứ.
Hai sợi này bổ sung cho nhau, trong đó một sợi có A, sợi kia có T và sợi kia có G, sợi kia có C. Một A và T khớp với nhau thông qua liên kết hóa học yếu gọi là liên kết hydro, và G và C làm tương tự.
Nhìn chung, hai sợi bổ sung được nối với nhau thông qua nhiều liên kết hydro. Mỗi trong hai sợi riêng lẻ giữ các cơ sở hạt nhân riêng của chúng cùng với một liên kết mạnh hơn dưới dạng một chuỗi dài các nhóm đường và phốt phát liên kết cộng hóa trị.
Chức năng Ligase
Bạn có thể nghĩ về một chuỗi DNA là một vòng tay quyến rũ dài với bốn loại bùa khác nhau. Sự quyến rũ chỉ treo trên chuỗi mạnh mẽ đang kết nối chúng lại với nhau.
Sao chép DNA xây dựng một vòng đeo tay quyến rũ khác phù hợp với đầu tiên. Bất cứ nơi nào có bùa A trên vòng đeo tay thứ nhất, bùa T sẽ phù hợp với vòng đeo tay thứ hai, và tương tự cho C và G.
Sự quyến rũ trên vòng đeo tay thứ hai có thể phù hợp với vòng đeo tay đầu tiên mà không phải trên một chiếc vòng tay. Đó là, họ có thể kết nối với chuỗi đối diện thông qua một kết nối yếu mà không cần một chuỗi mạnh để kết nối họ với hàng xóm của họ.
Enzym DNA ligase phát hiện những nơi mà chuỗi đường và phốt phát bị phá vỡ, và xây dựng lại liên kết, kết nối các nhóm đường và phốt phát trong một liên kết mạnh.
DNA tái tổ hợp
DNA tái tổ hợp là kết quả của việc cắt một chuỗi DNA kép và kết nối nó với một chuỗi kép khác. Mỗi sợi đôi thường được cắt không đều nhau, với một sợi kết thúc ngắn một vài cơ sở khác.
Có những căn cứ bổ sung treo ở một đầu, như trong TTAA chẳng hạn. Chuỗi kép khác có các cơ sở bổ sung theo trình tự như AATT. Hai bộ cơ sở bổ sung - được gọi là "đầu dính" - nắm lấy nhau thông qua các liên kết hydro yếu.
Nghĩ đến vòng tay quyến rũ một lần nữa, hãy tưởng tượng bạn có một vòng tay quyến rũ đôi với hai chuỗi chỉ được kết nối thông qua sự quyến rũ của họ. Bạn bắn tỉa kết thúc, nhưng bạn bắn tỉa một đầu bốn bùa ngắn của đầu kia, vì vậy có một cái đuôi nhỏ lơ lửng.
Bạn làm điều tương tự với một chiếc vòng tay quyến rũ đôi khác. Nếu bốn bùa bổ sung cho nhau, hai bùa bắn tỉa sẽ kết nối với nhau, nhưng chỉ thông qua bùa chú của chúng.
Enzyme Ligase được sử dụng trong tái hợp
Trong bước trước của quá trình tái hợp DNA, các đầu dính trùng khớp của hai phân tử DNA sợi kép khác nhau đã kết nối với nhau. Tuy nhiên, kết nối duy nhất giữa hai phần là thông qua các liên kết yếu. Giống như vòng tay quyến rũ chỉ được kết nối thông qua các bùa phù hợp, nó sẽ dễ dàng kéo chúng ra xa nhau.
Enzym DNA ligase tìm thấy những nơi mà các nhóm đường và phốt phát không được kết nối với nhau và nó liên kết chúng lại với nhau. Một lần nữa, giống như vòng tay quyến rũ, sau khi DNA ligase đi qua và xâu chuỗi các bazơ lại với nhau, phân tử DNA mới, dài hơn, hai chuỗi được kết nối mạnh mẽ với nhau.