Ligase
Définition
Une ligase est une enzyme qui facilite la connexion de deux molécules en formant une liaison chimique, souvent comparée à une "colle moléculaire".
Les ligases facilitent la liaison de deux molécules plus grosses en créant de nouvelles liaisons chimiques, telles que les liaisons carbone-oxygène, carbone-soufre ou carbone-azote.
La ligase avec l'ADN :
La ligase permet de réparer un chromosome. L'enzyme ligase utilise de l'énergie, généralement issue de l'ATP, pour s'activer. Un groupe AMP dérivé de l'ATP est transféré à l'enzyme lors de l'activation. Le groupe AMP activé est ensuite transféré à l'extrémité 5′ phosphate d'un brin d'ADN, ce qui entraîne la formation d'un complexe ADN-AMP. Le groupe 3′-hydroxyle du deuxième brin d'ADN attaque ensuite le groupe AMP activé, le déplaçant et formant une nouvelle liaison phosphodiester qui unit les deux fragments d'ADN.
Explications
Les ligases sont les enzymes qui catalysent l'union de deux molécules à partir de la formation de liaisons covalentes accompagnées de l'hydrolyse de l'ATP. Une ligase appartient à une classe d'enzymes qui peuvent former des liaisons entre les molécules.
Les ligases de l'ADN jouent un rôle essentiel dans la liaison des fragments d'ADN par la création de liaisons phosphodiester, un processus essentiel à la réplication et à la réparation de l'ADN, ainsi qu'aux méthodes de génie génétique comme le clonage. Le processus de formation de liaisons nécessite généralement un apport énergétique provenant de l'hydrolyse de molécules comme l'ATP ou d'autres composés à haute énergie.
Le nom commun des enzymes ligases comprend également l'ADN ligase, une enzyme couramment utilisée dans les laboratoires de biologie moléculaire pour joindre des fragments d'ADN. D'autres noms communs pour appeler des ligases sont : la synthétase, parce qu'elle est utilisée pour synthétiser de nouvelles molécules, ou la carboxylase quand ils sont utilisés pour ajouter du dioxyde de carbone à une molécule.
Les ARN Ligases fonctionnent de manière similaire aux ADN Ligases, mais sont spécialisées dans la liaison des molécules d'ARN.
L'un des groupes les plus importants dans la classification des ligases est l'ADN ligase. La liaison des ADN ligases est formée par deux brins d'ADN qui sont formés en utilisant un diester phosphorique. Ainsi, les ADN ligases sont dans la classification EC 6.5.
Importance
Une ligase est une enzyme responsable de la catalyse de la formation de nouvelles liaisons chimiques entre deux molécules, un processus qui nécessite généralement l'énergie de l'ATP ou d'autres nucléotides triphosphates. En biologie moléculaire, l'ADN ligase joue un rôle indispensable en reliant les fragments d'ADN par la création de liaisons phosphodiester, permettant des processus tels que la réparation, la réplication et la recombinaison de l'ADN.
Les ligases dépendantes du NAD+ sont principalement présentes chez les procaryotes, tandis que les ligases dépendantes de l'ATP sont présentes chez les eucaryotes, les archées et les virus.
L'ADN ligase T4, issue du bactériophage T4, est l'une des ligases les plus couramment utilisées en recherche moléculaire.
Origine
Les ADN ligases ont été découvertes en 1967 par les laboratoires de Gellert, Lehman, Richardson et Hurwitz, ce qui représente un événement important en biologie moléculaire. Ceux-ci sont importants pour la réplication et la réparation de l'ADN dans tout le corps. Les ligases étaient essentielles au développement du clonage moléculaire et à plusieurs ramifications subséquentes de la biotechnologie de l'ADN. La déficience génétique des ADN ligases chez l'homme a été associée à plusieurs syndromes cliniques caractérisés par une immunodéficience, une sensibilité aux rayonnements et des anomalies du développement.
Classification
Les ligases sont classées en deux principaux types selon leurs besoins en cofacteur : celles nécessitant du nicotinamide adénine dinucléotide (NAD+) et celles utilisant de l'adénosine triphosphate (ATP).
Les classes de ligases sont :
- EC 6.1 - Enzymes qui forment des liaisons carbone-oxygène;
- EC 6.2 - Enzymes qui forment des liaisons carbone-soufre;
- EC 6.3 - Enzymes formant des liaisons carbone-azote;
- EC 6.4 - Enzymes qui forment des liaisons carbone-carbone;
- EC 6.5 - Enzymes formant des liaisons stériques phosphoriques;
- EC 6.6 - Enzymes formant des liaisons azote-métal.
Les autres classes d'enzymes sont les : oxydoréductases (EC1), transférases (EC2), hydrolases (EC3), lyases (EC4), isomérases (EC5) et translocases (EC7).
Pour un glutamate et l'ammonium, voir aussi la glutamate ammonium ligase.
Synonymes, antonymes
Voir tous les synonymes pour "ligase".2 synonymes (sens proche) de "ligase" :
- ADN ligase
- colle moléculaire
0 antonyme (sens contraire).
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