什么是DNA连接酶?一个简短的历史
DNA连接酶是一种酶，通过形成磷酸二酯键连接DNA链的过程称为DNA结扎。双链DNA中的键是利用ATP作为辅酶连接DNA链的5 '磷酸和3 '羟基末端而形成的。
DNA连接酶的发现和鉴定发生在1967年，由几个实验室，包括雷曼，盖勒特，赫维茨和理查森实验室。这一发现对发展和引入分子克隆概念和其他几个未来的生物学实验至关重要。
在生物体中，DNA连接酶在DNA复制和修复中起着重要的作用。它也是一个重要的组成部分在体外分子生物学和03manbetx.com ．它是核苷酸转移酶超家族的一员，同为RNA连接酶和mRNA封盖酶——所有这些都是维持基因组结构完整性的关键。
酶在生物体中的重要性可以通过下面的例子来理解。
正常的细胞过程，包括复制、修复和重组，通常会在基因组中留下磷酸盐断裂。这可能会导致信息丢失，并引入有害的染色体突变。然而，DNA连接酶通过其核酸链的酶连接防止这些后果。
在这篇文章中，我们将涵盖更多的DNA连接酶的功能，以及酶连接酶的反应机制在生物和实验室。
需要购买高质量的实验室设备，但没有直接购买的预算?通过Excedr租赁可以帮助您减万博全站登录轻财务障碍。得到一个今日定制租赁解决方案．
DNA连接酶的类型
DNA连接酶在不同的生物体中有多种形式，包括:
- 大肠杆菌DNA连接酶:利用烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)在DNA链之间形成磷酸二酯键。然而，它不会将两端较钝的链连接起来。此外，性能大肠杆菌DNA连接酶可以增强在体外通过添加条件DNA聚合酶加入适量的反应混合物。
- T4 DNA连接酶:分离自噬菌体，是一种最常用的DNA连接酶的研究目的。它可以连接寡核苷酸、DNA、RNA和RNA/DNA杂交体的钝端和内聚端。
不像大肠杆菌T4 DNA连接酶使用三磷酸腺苷(ATP)作为辅助因子，而不是NAD。
- 哺乳动物的DNA连接酶
- DNA连接酶我:当核糖核酸酶H从冈崎片段中去除RNA引物后，DNA连接酶I加入新生的DNA。
- DNA连接酶II:DNA连接酶III被蛋白酶(一种将长多肽分解为短氨基酸片段的酶)降解后产生。
- DNA连接酶III:线粒体中唯一的连接酶。它与XRCC1蛋白结合，通过核苷酸切除修复的过程促进DNA修复。
- DNA连接酶四:与XRCC4蛋白结合，促进双链DNA的修复，突破非同源末端连接(non-homologous end-joining, NHEJ)途径。
- 耐热性的DNA连接酶:在一种嗜热细菌中发现，与其他所有DNA连接酶不同，它能承受95摄氏度的高温。
DNA连接酶是如何工作的?
DNA连接酶的酶连接反应遵循三个独特的步骤来连接两条核酸链或多核苷酸链。
DNA片段(冈崎片段)的活性位点断裂(或刻痕)重新排列后，连接酶反应如下:
- 步骤1:在DNA连接酶中加入赖氨酸残基(酶的活性位点)的AMP(腺苷化)时，焦磷酸基团的释放。
- 步骤2:DNA连接酶将AMP转移到供体的5 '磷酸端后，形成焦磷酸盐键。
- 第三步:当供体链上的5 '磷酸端与受体链上的3 '羟基端结合时，形成磷酸二酯键。
图:三步结扎反应示意图。
图片来源:GoldBio
DNA连接酶的作用和功能
DNA连接酶在生物体内具有多种分子和生化功能。此外，它们在实验室实验中发挥着巨大的作用，帮助生物学家理解活体的动力学。
用于生物
- DNA复制:DNA连接酶将合成新DNA时形成的DNA链连接起来。它在后随链上产生的DNA冈崎片段之间形成磷二酯键。
- DNA修复:DNA连接酶对双链DNA的单链刻痕和双链刻痕都有修复作用。它以双螺旋中的互补链为模板，形成磷酸二酯键来修复单链断裂。
用于实验室
商业化的DNA连接酶有多种用途实验室工作流程．在所有可用的DNA连接酶中，T4 DNA连接酶是最常用的实验室分析试剂，包括T4多核苷酸激酶，tris-HCL, T4 DNA连接酶反应缓冲液，ATP，甘油，DTT和无核酸酶水。
以下是DNA连接酶在实验室的一些常见应用:
- 互补脱氧核糖核酸的合成
- 线性DNA的循环
- 钝头(无尾或外露的DNA链)和内聚末端(有外露的单链DNA)的结扎
- 单链RNA、DNA和RNA/DNA杂交中的尼克修复
- 扩增片段长度多态性(AFLP)
- 利用限制性内切酶克隆DNA片段
- Site-direct诱变
- 连接酶介导的RNA检测
- 构建重组质粒(使用DNA连接酶和限制性内切酶将外源基因插入质粒)
由DNA连接酶功能失调引起的疾病
DNA连接酶参与多种DNA代谢途径。因此，它们的基因失活导致一系列表型或物理外观，如对DNA损伤剂过敏和致命性。
以下是一些由DNA连接酶功能障碍或缺乏引起的常见疾病:
- 着色性干皮病:一种使感染者对紫外线敏感的遗传疾病。它主要影响患者的皮肤和眼睛。
- 布鲁姆综合症:在这种情况下，患者对太阳很敏感。如果暴露在阳光下，患者的脸颊和鼻子上就会出现皮疹和红色补丁。
- Ataxia-telangiectasia:ATM基因发生突变，ATM基因与DNA连接酶协调，参与控制细胞分裂和DNA修复。
受影响的人在保持平衡、行走和手协调方面面临困难。此外，他们也可能有紊乱的神经功能和不自主的运动。
万博全站登录Excedr的灵活和自定义租赁计划
DNA连接酶是一种酶，促进形成磷酸二酯键，并连接两条DNA链。除了DNA合成，这种酶在所有生物的DNA修复中都起着关键作用。
它也是一种重要的基质在体外在分子生物学实验室进行实验，包括分子克隆，进行PCR反应，以及在连接DNA钝端和内聚端时进行连接反应。
只有当实验室使用高通量的实验室仪器和高质量的试剂时，才能在实验室实验中产生可靠和验证的数据。然而，当实验室资金紧张时，要获得合适的设备并不容易。
在这种情况下,万博全站登录Excedr租赁项目是最有效的解决方案。
我们的项目帮助实验室和各种规模的组织装备他们的实验室所需的设备，以负担得起的成本。实验室可以从我们广泛的可用仪器中选择，包括临床，03manbetx.com ,分析设备．
没有直接购买实验室设备的预算?考虑通过Excedr租赁，以节省您的实验室时间和金万博全站登录钱。今天浏览您的租赁选择！
