DNA 複製與修復

DNA連接酶(DNA ligase)

/ D-N-A LY-gayss /

想像你鋪了一條石板路,是把一塊塊石頭首尾相接地排好的,但有些石頭之間缺了灰漿,於是留著一些小小的斷口。這條路看上去是完整的,可一旦踩到斷口它就會塌陷。DNA連接酶就是細胞裡抹灰漿的工匠:它找到DNA糖—磷酸骨架上殘留的斷口並把它們封合,把一排分開的片段變成一條結實、連續的鏈。

具體來說,DNA連接酶修補的是切口——兩段DNA緊挨著、骨架卻還沒有在化學上接合的地方。它催化形成把兩者連起來的那個化學鍵,並為此消耗一點能量。它最著名的日常工作是在後隨鏈上:岡崎片段的RNA引子被移除並換成DNA之後,片段之間仍留有切口,連接酶把它們縫成一條不間斷的鏈。它是完成後隨鏈的最後一道'收尾工'。

DNA連接酶的重要性遠不止於複製。同樣的封口工作是許多DNA修復途徑的最後一步,所以連接酶對於在損傷之後保持基因組完整至關重要。在實驗室裡,它是基因工程的主力工具,用來把來自不同來源的DNA片段黏到一起。一個常見的誤解是認為DNA聚合酶能獨自完成這件事;實際上聚合酶能填補缺口,卻無法封合新片段與下一段之間的最後那個斷口——只有連接酶才能形成那個收口的化學鍵。

在基因克隆中,科學家用酵素切開DNA以造出彼此匹配的末端,把一個基因與一個環狀的載體DNA混在一起,再加入DNA連接酶。連接酶把這個基因封進載體,造出一個可以放進細胞的單一閉合環——這正是該酵素在岡崎片段上天然進行的同一種封合化學。

DNA連接酶封合骨架上的斷口,完成鏈的收尾,也完成許多修復。

連接酶只封合相鄰片段之間骨架上的斷口——它不能合成新DNA,所以它總是在聚合酶填好缺口之後才工作。

又稱
ligaseDNA-joining enzymeDNA黏合酶