ДНК-лигаза. 
Ферменты генетической инженерии

В 1961 г. М. Мезельсон и Дж. Вейгл на примере л показали, что рекомбинация включает разрыв и последующее воссоединение молекул ДНК. Эта работа дала импульс поиску ферментов, участвующих в процессе рекомбинации. Вскоре при изучении фагов л и Т4 были выявлены фагоспецифичные нуклеазы, необходимые для осуществления фаговой рекомбинации. Это указывало на правильность предложенной гипотезы о механизме кроссинговера. Начались интенсивные поиски фермента, участвующего в воссоединении расщепленных нуклеазами молекул ДНК. В 1967 г. Независимо в нескольких лабораториях был открыт фермент, названный ДНК-лигазой, который катализирует синтез фосфодиэфирной связи в двухцепочечной ДНК.

Удалось обнаружить два типа ДНК-лигаз: фермент, синтезируемый в клетках E. coli, и фермент, появляющийся в клетках E. coli, инфицированных фагом Т4. Они различались по потребностям в кофакторах. ДНК-лигаза E. coli в качестве кофактора требует дифосфопириидиддуклеотид, в то время как лигаза фага Т4- аденозинтрифосфат. Кроме того, ДНК-лигаза фага Т4 в отличии от ДНК-лигазы E. coli способна катализировать реакцию воссоединения двухцепочечных фрагментов ДНК с тупыми концами, т. е. фрагментов без перекрывающихся одноцепочечных комплементарных участков. Поэтому в настоящее время в генно-инженерных экспериментах предпочитают использовать ДНК-лигазу фага Т4, как более универсальный фермент.

ДНК-лигаза фага Т4 является мономерным полипептидом с молекулярной массой 68 кДа и катализирует образование фосфодиэфирной связи между прилегающими 5-фосфатным и 3- гидроксильным концами цепей ДНК. При этом возможны два типа реакций: 1) легирование липких концов; 2) легирование тупых концов.