Ligaza DNA
Ligaza DNA (EC 6.5.1.1) to enzym odpowiedzialny za łączenie wolnych końców cząsteczek DNA, poprzez wytwarzanie wiązań fosfodiestrowych. Proces ten zachodzi między końcem 3′ (hydroksylowym) a końcem 5′ (fosforowym) w reakcji zależnej od ATP lub NAD+, w zależności od typu ligazy.
Mechanizm działania
Ligacja DNA polega na tworzeniu wiązań wodorowych między komplementarnymi nukleotydami oraz wiązań fosfodiestrowych między końcami łańcuchów DNA. Ligaza DNA katalizuje powstawanie wiązań fosfodiestrowych, natomiast wiązania wodorowe tworzą się spontanicznie. Istnieje możliwość ligacji fragmentów zakończonych tępymi końcami, aczkolwiek jest ona mniej efektywna.
Przykłady działania
- Podczas replikacji DNA, ligaza łączy fragmenty Okazaki.
- Naprawia uszkodzenia DNA, które prowadzą do przerwania nici.
- Jest kluczowym enzymem w biologii molekularnej oraz inżynierii genetycznej.
Ligazy u różnych organizmów
Wszystkie bakterie mają ligazy zależne od NADH, a niektóre z nich (np. Haemophilus influenzae) również ligazy zależne od ATP. Ligazy bakteriofagów i archeonów są również zależne od ATP, lecz ich struktura jest różna. W organizmach eukariotycznych ligazy DNA, w tym DNA I, II, III i IV, pełnią różne funkcje, takie jak łączenie fragmentów Okazaki oraz naprawa i rekombinacja DNA.
Podsumowanie
Ligaza DNA jest niezbędnym enzymem w procesach replikacji, naprawy i rekombinacji DNA. Jej działanie jest kluczowe dla utrzymania integralności materiału genetycznego w różnych organizmach.
