In Zellen und im Labor werden Enzyme, sogenannte Ligasen, verwendet, um DNA-Fragmente miteinander zu verbinden. Nur DNA-Fragmente mit übereinstimmenden, komplementären Enden können durch Ligation verbunden werden.
Wie funktionieren Ligasen?
Ligasen verbinden DNA-Fragmente miteinander, indem sie die Bildung von Bindungen zwischen benachbarten Nukleotiden katalysieren.,
Ligation in Zellen
Zellen führen auf natürliche Weise eine Ligation während der DNA-Replikation durch, wenn die Okazaki-Fragmente miteinander verbunden sind. Zellen verwenden auch Ligation, um DNA zu reparieren, die beschädigt wurde, entweder durch normalen Zellstoffwechsel oder durch Umweltfaktoren wie UV-Licht oder Strahlung. In der DNA einer einzelnen menschlichen Zelle können täglich bis zu 1 Million Brüche auftreten.,
Ligatur im Labor
Damit die DNA-Ligatur im Labor auftritt, muss das Reaktionsgemisch Folgendes enthalten: komplementäre DNA-Fragmente, einen Ligasebuffer und eine Energiequelle. Die Energie für diese Reaktion kommt normalerweise von einer Chemikalie namens ATP (Adenosintriphosphat).
Abrufen der DNA-Fragmente
Die DNA wird für die Ligation vorbereitet, indem sie mit Restriktionsenzymen in Fragmente geschnitten wird. Jedes Restriktionsenzym schneidet DNA an einer bestimmten Stelle und macht Fragmente, die entweder „stumpfe“ oder „klebrige“ Enden haben.,
Verbinden von DNA-Fragmenten
Ligasen können beliebige DNA-Fragmente mit „stumpfen“ Enden verbinden. Sie können auch DNA-Fragmente mit „klebrigen“ Enden verbinden, jedoch nur, wenn die Nukleotide auf den Strängen komplementär sind. Um komplementäre „klebrige Enden“ zu erhalten, müssen die zu verbindenden DNA-Fragmente mit demselben Restriktionsenzym geschnitten werden.
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