ДНК лигаза
| ДНК лигаза (АТП) | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 ДНК лигаза поправља оштећење хромозома. | |||||||||
| Идентификатори | |||||||||
| ЕЦ број | 6.5.1.1 | ||||||||
| ЦАС број | 9015-85-4 | ||||||||
| Базе података | |||||||||
| ИнтЕнз | ИнтЕнз преглед | ||||||||
| БРЕНДА | БРЕНДА приступ | ||||||||
| ЕxПАСy | НицеЗyме преглед | ||||||||
| КЕГГ | КЕГГ приступ | ||||||||
| МетаЦyц | метаболички пут | ||||||||
| ПРИАМ | профил | ||||||||
| Структуре ПБП | РЦСБ ПДБ ПДБе ПДБј ПДБсум | ||||||||
| Онтологија гена | АмиГО / ЕГО | ||||||||
| |||||||||
| Лигаза I, ДНК, АТП-зависна | |
|---|---|
| Идентификатори | |
| Симбол | ЛИГ1 |
| Ентрез | 3978 |
| ХУГО | 6598 |
| ОМИМ | 126391 |
| РефСеq | НМ_000234 |
| УниПрот | П18858 |
| Остали подаци | |
| Локус | Хромозом 19 [1] |
| Лигаза III, ДНК, АТП-зависна | |
|---|---|
| Идентификатори | |
| Симбол | ЛИГ3 |
| Ентрез | 3980 |
| ХУГО | 6600 |
| ОМИМ | 600940 |
| РефСеq | НМ_002311 |
| УниПрот | П49916 |
| Остали подаци | |
| Локус | Хромозом 17 q11.2-q12 |
| Лигаза IV, ДНК, АТП-зависна | |
|---|---|
| Идентификатори | |
| Симбол | ЛИГ4 |
| Ентрез | 3981 |
| ХУГО | 6601 |
| ОМИМ | 601837 |
| РефСеq | НМ_002312 |
| УниПрот | П49917 |
| Остали подаци | |
| Локус | Хромозом 13 q33-q34 |
ДНК лигаза је тип ензима, (ЕЦ 6.5.1.1), који у ћелији поправља дисконтинуитете у ДНК молекулима.[1][2]
ДНК лигазе имају примену у поправци и репликацији ДНК. Пречишћене ДНК лигазе се користе у клонирању гена за спајање ДНК молекула. ДНК лигазе се екстензивно користе у молекуларно биолошким лабораторијама у генетичко рекомбинационим експериментима (погледајте Примена у молекуларно биолошким истраживањима).
Механизам лигаза
[уреди | уреди извор]Механизам дејства ДНК лигаза је формирање две ковалентне фосфодиестарске везе између 3' хидроксил краја једног нуклеотида са 5' фосфат крајом другог. АТП је неопходан за реакцију лигације. Графичка илустрација начина рада лигазе (са лепљивим крајевима):
Лигаза такође може да ради са тупим крајевима, мада су повишене концентрације ензима и другачији реакциони услови неопходни.
Лигазе код сисара
[уреди | уреди извор]Код сисара, постоје четири типа лигаза.
- ДНК лигаза I: спаја заостајући ланац насцентне ДНК након што је ДНК полимераза I одстранила РНК прајмер са Оказаки фрагмента.
- ДНК лигаза II: алтернативно сплајсоване форме ДНК лигазе III из ћелија које се не деле.
- ДНК лигаза III: комплекс са протеином за ДНК поправку XRCC1 који помаже у процесу поправке одстрањених нуклеотида, и са рекомбинантним фрагментима.
- ДНК лигаза IV: формира комплексе са XRCC4. Овај ензим катализује финални корак у спајању нон-хомологног краја прекида ДНК двоструког ланаца. Он је такође неопходан за V(D)Ј рекомбинацију, процес који генерише разноврсност имуноглобулина и локуса Т-ћелијског рецептора током развоја имунског система.
У неким формама ДНК лигазе које су присутне у бактеријама је потребан НАД кофактор, док је за неке друге форме ДНК лигаза (обично присутне у Е. цоли) неопходна АТП реакција. Такође, више других структура је присутно у ДНА лигазама као што су АМП и лизин, обе од којих су важне у процесу лигације.
Примена у молекуларно биолошким истраживањима
[уреди | уреди извор]ДНК лигазе су постале незамењив алат у модерним молекуларно-биолошким истраживањима за генерисање рекомбинантних ДНК секвенци. На пример, ДНК лигазе се користе са рестрикционим ензимима за уметање ДНК фрагмената, често гена, у плазмиде.
Један виталан, и често проблематичан, аспект извођења успешних рекомбинационих експеримената везан за лигацију фрагмената је контрола оптималне температуре. Већина експеримената користи Т4 ДНК лигазу (изоловану из бактериофага Т4), која је најактивнија на 25 °C. Међутим, да би се извела успешна лигација са кохезивно-завршеним фрагментима ("лепљивим крајевима"), оптимална ензимска температура треба да буде балансирана са температуром топљења Тм ДНК фрагмената који се спајају.[3] Ако температура амбијента превиси Тм, не долази до хомологног упаривање лепљивих крајева зато што висока температура нарушава водонично везивање.[3] Што су ДНК фрагменти краћи, то је нижи Тм ниво.
Пошто тупо-завршени ДНК фрагменти немају кохезивне крајеве, и контрола оптималне температуре постаје мање важна. Најефикаснија температура лигације је температура на којој Т4 ДНК лигаза оптимално функционише (Т4 ДНА лигаза је једина комерцијално доступна ДНК лигаза која спаја тупе крајеве).[3] Из ових разлога, већина тупо-завршених лигација се изводи на 20-25 °C.
Уобичајене куповно доступне ДНК лигазе су оригинално откривене у бактериофаги Т4, Е. цоли и другим бактеријама.
Историја
[уреди | уреди извор]Прва ДНК лигаза је била пречишћена и карактерисана 1967. године.[4]
Види још
[уреди | уреди извор]Референце
[уреди | уреди извор]- ^ Бруце Албертс; Алеxандер Јохнсон; Јулиан Леwис; Мартин Рафф; Кеитх Робертс; Петер Wалтер (2002). Молецулар Биологy оф тхе Целл. Неw Yорк: Гарлард Сциенце. ISBN 0815332181.
- ^ „Ессентиал Биоцхемистрy - ДНА Реплицатион”.
- ^ а б в Табор, Станлеy (2001). „ДНА лигасес”. Цуррент Протоцолс ин Молецулар Биологy, Боок 1. Wилеy Интерсциенце.
- ^ „Ензyматиц бреакаге анд јоининг оф деоxyрибонуцлеиц ацид, I. Репаир оф сингле-странд бреакс ин ДНА бy ан ензyме сyстем фром Есцхерицхиа цоли инфецтед wитх Т4 бацтериопхаге” (пдф). ПНАС (на језику: енглески). 57: 1021—1028. 1967. ПМИД 5340583. Приступљено 26. 06. 2010.
Литература
[уреди | уреди извор]- Ницхолас C. Прице; Леwис Стевенс (1999). Фундаменталс оф Ензyмологy: Тхе Целл анд Молецулар Биологy оф Цаталyтиц Протеинс (Тхирд изд.). УСА: Оxфорд Университy Пресс. ИСБН 019850229X.
- Ериц Ј. Тооне (2006). Адванцес ин Ензyмологy анд Релатед Ареас оф Молецулар Биологy, Протеин Еволутион (Волуме 75 изд.). Wилеy-Интерсциенце. ИСБН 0471205036.
- Бранден C; Тоозе Ј. Интродуцтион то Протеин Струцтуре. Неw Yорк, НY: Гарланд Публисхинг. ИСБН 0-8153-2305-0.
- Ирwин Х. Сегел. Ензyме Кинетицс: Бехавиор анд Аналyсис оф Рапид Еqуилибриум анд Стеадy-Стате Ензyме Сyстемс (Боок 44 изд.). Wилеy Цлассицс Либрарy. ИСБН 0471303097.
- Табор, Станлеy (2001). „ДНА лигасес”. Цуррент Протоцолс ин Молецулар Биологy, Боок 1. Wилеy Интерсциенце.