ADN ligază

ADN ligază

ADN Ligază
Puteți încărca o imagine a enzimei (dacă este disponibilă) căutând-o aici și urmând instrucțiunile . Mulțumiri!
Numărul CE	6.5.1.1
Clasă	Ligaza
Numele sistematic
poli (dezoxiribonucleotidă): poli (dezoxiribonucleotidă) ligază (care generează AMP)
Alte nume
poli (dezoxiribonucleotidă) sintază (ATP); polinucleotid sintază; enzimă care repară ADN-ul; ADN ligază; ligaza acidului dezoxiribonucleic; enzimă care repară acidul dezoxiribonucleic
Baze de date	BRENDA , EXPASY , GTD , PPB ( RCSB PPB PDBe PDBj PDBsum )
Sursa: IUBMB
Editați datele pe Wikidata · Manual

ADN ligaza este o enzimă aparținând categoriei ligazelor , care catalizează următoarea reacție:

ATP + ( dezoxiribonucleotidă ) _n + (dezoxiribonucleotidă) _m → AMP + difosfat + (dezoxiribonucleotidă) _{n + m}

Prin urmare, enzima este capabilă să lege două fragmente de ADN care au suferit o ruptură de dublu fir (de exemplu în procesele de reparare a ADN-ului ).

Poate lega, de asemenea, o rupere cu o singură catenă, cum ar fi în timpul procesului de replicare a ADN-ului , în care ligaza ADN acționează asupra catenei care are direcția 3 '→ 5', sintetizată în fragmente (numite fragmente Okazaki ).

Această enzimă catalizează formarea de legături covalente fosfodiesterice între nucleotidele ADN adiacente (leagă capătul 3 'al noului segment ADN cu capătul 5' al segmentului sintetizat anterior).

În ingineria genetică este folosit pentru a „lipi” o anumită întindere de ADN, care conține gena de studiat, într-o plasmidă bacteriană sau într-un alt vector.

Mecanism

Mecanismul prin care enzima leagă două fragmente de ADN constă tocmai în crearea unei legături covalente fosfodiesterice între terminația 3'-OH a unei nucleotide și coada 5'-P a celeilalte.

De exemplu, o ADN ligază în prezența următoarelor fire (având capete coezive, adică proeminente și complementare)

 5 '... G AATTC ... 3'
     | |
3 '... CTTAA G ... 5'

produce

 5 '... GAATTC ... 3'
     ||||||
3 '... CTTAAG ... 5'

Enzima poate funcționa și cu capete contondente (necoezive), dar sunt necesare concentrații mai mari și condiții de reacție diferite.

Tipuri de ligase

Există patru tipuri specifice de ADN ligază la mamifere .

• ADN ligaza I: leagă fragmentele Okazaki în timpul replicării ADN (este utilizat și în unele tehnici de ADN recombinant ).
• ADN ligază II: este o izoformă mai puțin frecventă a ADN ligazei III datorită îmbinării alternative .
• ADN ligaza III: se asociază cu proteina XRCC1 pentru repararea ADN, în special în prezența mutațiilor punctuale și a erorilor de recombinare.
• ADN ligaza IV: se asociază cu proteina XRCC4 . Catalizează ultima etapă de recombinare a segmentelor V (D) J în dezvoltarea imunoglobulinelor și a receptorilor de celule T.

Aplicații în biologia moleculară

ADN ligaza a devenit un instrument indispensabil în tehnicile moderne de inginerie genetică pentru producerea de ADN recombinant. De exemplu, este posibil să se unească, printr-o ligază, plasmide și gene libere în soluție (tăiate cu aceeași enzimă de restricție pentru a produce capete complementare și coezive). Această tehnică, numită subclonare , vă permite să introduceți o genă de interes într-o plasmidă care poate, la rândul său, să fie clonată într-un organism gazdă.

Unul dintre parametrii decisivi pentru operațiuni optime cu ligazele ADN este temperatura corectă. Majoritatea experimentelor sunt efectuate cu ADN ligaza T4 (izolată din bacteriofagul T4), care are o eficiență optimă la 25 ° C. Cu toate acestea, deoarece legarea are loc, temperatura optimă a enzimei trebuie să fie echilibrată cu Tm _, temperatura de topire (din dizolvarea engleză ). Dacă temperatura ambiantă depășește T _m , nu poate exista nicio pereche între capetele coezive, deoarece nu se pot forma legături de hidrogen între bazele azotate. Prin urmare, legătura dintre cele două fragmente nu poate avea succes. Pentru fragmente de ADN foarte scurte, T _m este extrem de scăzută: din acest motiv, moleculele ligatura conținând câteva zeci de perechi de baze sunt puse în soluție cu ligaza ADN la temperaturi foarte scăzute (aproximativ 4 ° C) pentru o relativ lungă timp (de multe ori peste noapte , adică toată noaptea).

Bibliografie

• Becker, A., Lyn, G., Gefter, M. și Hurwitz, J. Repararea enzimatică a ADN-ului. II. Caracterizarea sealazei induse de fag. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 58 (1967) 1996–2003. Entrez PubMed 4295584
• Bertazzoni, U., Mathelet, M. și Campagnari, F. Purificarea și proprietățile unei polinucleotide ligază din glandele timusului vițelului. Biochim. Biofizi. Acta 287 (1972) 404-414. Entrez PubMed 4641251
• Weiss, B. și Richardson, CC Ruptura enzimatică și îmbinarea acidului dezoxiribonucleic. I. Repararea rupturilor monocatenare în ADN printr-un sistem enzimatic de la Escherichia coli infectată cu bacteriofag T4. Proc. Natl. Acad. SUA 57 (1967) 1021-1028. Entrez PubMed 5340583

Alte proiecte

• Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe ligile ADN

linkuri externe

• ( EN ) ADN Ligază: Molecula lunii în Protein Data Bank , pe nist.rcsb.org . Adus la 29 aprilie 2006 (arhivat din original la 9 ianuarie 2006) .
• ( EN ) Informații generale despre ADN ligaza ( Davidson College ) , la bio.davidson.edu . Adus la 29 aprilie 2006 (arhivat dinoriginal la 2 aprilie 2015) .