Ligase
Ligasen sind Enzyme, die zwei DNA- oder RNA-Fragmente zusammenfügen können. Dabei wird ATP verbraucht.
Zerschnittene Nukleinsäuren entstehen bei verschiedenen Vorgängen innerhalb von Zellen:
- Während der Transkription im eukaryotischen Organismus entstehen RNA-Stücke, welche noch Introns enthalten. Diese Stücke werden im Prozess des Splicings herausgeschnitten und die restlichen Stücke müssen dann durch Ligasen wieder zu einem durchgehenden RNA-Strang verbunden werden.
- Bei der DNA-Replikation entstehen auf dem diskontinuierlichen Strang nicht zusammenhängende DNA-Stücke, die Okazaki-Fragmente. Die Verknüpfung dieser Stücke wird ebenfalls von Ligasen bewerkstelligt.
- Bei verschiedenen DNA-Reparatur-Mechanismen reparieren Ligasen die Strangbrüche.
Aber auch im Labor sind aus Organismen isolierte bzw. rekombinant hergestellte Ligasen unverzichtbares Werkzeug für Klonierungen: Um gezielt bestimmte DNA-Fragmente neu miteinander zu verbinden, werden die Restriktionsendonukleasen geschnittenen Fragmente in einer Lösung zusammen mit der Ligase und einer ATP-haltigen Pufferlösung inkubiert. Die Ligase knüpft die Stränge zusammen, so dass sich wieder ein ringförmiges Plasmid ergibt, das anschließend in Bakterienzellen transformiert werden kann.