Tout type de travail qui est fait dans une cellule vivante est fait par ses protéines. Une chose qu'une cellule doit faire est de dupliquer son ADN. Dans votre corps, par exemple, l'ADN a été dupliqué des milliers de fois. Les protéines font ce travail, et l'une de ces protéines est une enzyme appelée ADN ligase. Les scientifiques ont reconnu que la ligase pourrait être utile dans la construction d'ADN recombinant en laboratoire, ils ont donc incorporé une étape de ligature dans le processus de création d'ADN recombinant.

La structure de l'ADN

Un seul brin d'ADN se compose d'une séquence de bases nucléaires qui vont par les abréviations A, T, G et C. Normalement, l'ADN est trouvé dans un double brin, où une longue séquence de bases est appariée avec un autre brin tout aussi long de bases. Les deux brins sont complémentaires, dans le cas où un brin a un A l'autre un T, et où l'un a un G, l'autre a un C. Les A et T se correspondent par une liaison chimique faible appelée liaison hydrogène, et G et C font la même chose. Au total, les deux brins complémentaires sont reliés entre eux par de nombreuses liaisons hydrogène. Chacun des deux brins individuels contient ses propres bases nucléaires avec une liaison plus forte sous la forme d'une longue chaîne de groupes de sucre et de phosphate reliés de manière covalente.

La fonction de Ligase

Vous pouvez penser d'un brin d'ADN comme un bracelet de charme long avec quatre types différents de charmes. Les charmes pendent juste la chaîne forte qui les relie ensemble. La réplication d'ADN construit un autre bracelet de charme assorti à la première. Partout où il y a un charme A sur le premier bracelet, un T charme ira sur le deuxième bracelet, et même pour C et G. Les charmes sur le deuxième bracelet peuvent correspondre au premier bracelet sans être eux-mêmes sur un bracelet. Autrement dit, ils peuvent se connecter à la chaîne opposée par une connexion faible sans avoir une chaîne forte pour les connecter à leurs voisins. L'ADN ligase détecte les endroits où la chaîne de sucre et de phosphate est rompue et reconstruit le lien, reliant les groupes de sucre et de phosphate dans une liaison forte.

ADN recombinant

L'ADN recombinant est le résultat d'une coupe un double brin d'ADN et le reliant à un autre double brin. Chaque double brin est souvent coupé de façon inégale, avec un brin se terminant à quelques bases de l'autre. Il y a des bases supplémentaires qui pendent d'une extrémité, comme dans le TTAA, par exemple. L'autre double brin a des bases supplémentaires dans une séquence comme AATT. Les deux ensembles de bases supplémentaires - appelés «extrémités collantes» - s'accrochent les unes aux autres grâce à leurs liaisons hydrogène faibles.
Penser aux bracelets de charme à nouveau, imaginez que vous avez un bracelet à double charme avec deux chaînes reliées uniquement par leurs charmes. Vous coupez la fin, mais vous coupez une extrémité quatre charmes à court de l'autre, donc il y a une petite queue qui pend. Vous faites la même chose à un autre bracelet à double charme. Si les quatre charmes se complètent, les deux charmes coupés se connecteront, mais seulement par leurs charmes.

Ligase en recombinaison

Dans l'étape précédente de la recombinaison d'ADN, les extrémités cohésives appariées de deux différentes molécules d'ADN double brin se sont connectées. Cependant, la seule connexion entre les deux sections est à travers les liens faibles. Comme le bracelet de charme connecté uniquement par les charmes assortis, il serait facile de les séparer. L'ADN ligase trouve les endroits où les groupes de sucre et de phosphate ne sont pas reliés entre eux, et il les relie. Encore une fois, comme le bracelet à breloques, après que l'ADN ligase soit passé et enchaîne les bases ensemble, la nouvelle molécule d'ADN double brin plus longue est fortement connectée.