DNA連接酶可以連接任意基因片段嗎？

01-04

DNA連接酶的作用是把DNA片段黏合在一起。
我的問題是:連接酶可以連接任意的DNA片段嗎？假設存在著遊離的DNA片段甲，而DNA片段乙又恰好又發生了斷裂成了片段丙和片段丁，連接酶可能把這些遊離著的DNA片段按照丙-甲-丁的順序連接起來嗎？求大神解疑釋惑。。。還有，DNA連接酶在人體中存在嗎？

我對T4 DNA連接酶比較熟悉。這種酶的特點是能催化DNA「縫隙」的磷酸化閉合。也就是說，DNA連接的前提是能夠讓要連接的位點靠得非常近（而且需要是雙鏈形態的，或者是部分單鏈）。黏性末端因為有鹼基互補配對所以有利於較穩定過渡態的形成，但平末端本來相遇的概率就小，所以需要高濃度的酶和很長的孵育時間，酶才能有足夠的機會對它們進行連接。

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首先要強調一下 DNA 連接酶在生物體中的作用並不是黏合片段而是「修補」片段。連接的作用只是在工程學中應用的結果。DNA 連接酶不能直接修補雙鏈斷裂，而需要和其它輔酶結合[1]，它最主要的作用是修補部分單鏈，也就是說修補缺了一個口的雙鏈，像這樣的：

對於雙鏈斷裂來說 DNA 連接酶一次只能修補一邊，而不是像魔術一樣把兩條鏈「duang」地接在一起。這篇文獻[2]對 T4 DNA 連接酶的修補動力學有較好的記載，可供參考。

PS 回過去看了一下題主的陳述，估計題主應該是對熱統認識不深。所以我就多廢話幾句。連接本身是一個概率事件，我們並不能討論它「有」或「無」而是應該討論它概率的大小。

也就是說，無酶的自發連接也是可能的，只是概率非常非常小...... 此外要注意到我們討論動力學是在體外模擬的條件下討論的，而在活體中，由於作用因素很多，DNA鏈的修補會被限定到特定的時間和空間中，這和單純的化學環境是不一樣的。

[1] Wilson TE, Grawunder U, Lieber MR (1997), Nature 388

[2] Lohman GJ, Chen L, Evans TC Jr. (2011), J. Biol. Chem. 286(51)

謝邀。不過我不是專門搞分子生物學的，有些為難了。就我所知道的回答一下吧。

DNA片段的末端分粘性末端和平末端。前者是存在一段單鏈，後者不存在單鏈，所有的鹼基都配對了。

這個圖裡，內側的兩個末端就是互補的粘性末端，外側的兩個末端就是平末端。

DNA連接酶之所以能用在生物學試驗中，就是因為它能把互補的粘性末端連接到一起。換言之，如果粘性末端不互補，那就連不上了。但這並不算特異性，因為只要是互補的粘性末端，都能連。平末端的話，可以是可以，但條件要求很高，效率很低，一定要說的話，應該是沒有特異性的。

謝邀。

DNA連接酶鏈接磷酸二酯鍵，並無特異性；

人體內存在該酶。

瀉藥，DNA連接酶連的是核苷酸之間的磷酸二酯鍵，沒有特異性。換言之就是可以連接任何出題主所說的丙乙甲組合。人體內有DNA連接酶。

黏末端和平末端就不多說了，高中課本里就有。

值得注意的是對於基因工程尤其是連接酶這方面，說「xx酶能連接xx片段」是不準確的，因為這其實是個概率問題:就算是沒有酶，DNA片段間也可以自行連接，概率很低但也會影響實驗結果。因此發展出了若干手段防止不需要的片段自連或者自身環化。

謝邀！

上面@Leng Yeo同學已經把原理說得很清楚了！我就來說說生化上的實際應用方面的問題吧。

生化上體外的DNA連接酶連接過程，主要用於克隆載體構建，並分為粘性末端和平齊末端。首先要求在體外，就是人為的限定了你連接的底物只能是你提供的那些DNA。接下來的末端連接問題，其中粘性末端由於需要連接的DNA末端有互補配對的部分，非常好連接，一般在提供的ligase buffer和適宜溫度下，一般連接1小時就默認有連接好的產物可用於轉化；至於平齊末端的連接，一般比較難，且會出現自連和連反了的情況。所以一般默認需要去磷酸化防止自連，然後連接時適當延長連接時間或增加連接酶濃度，增加mg2+的濃度也有一定幫助，連接產物轉化後需要測序鑒定是否順序正確。

基本就是這樣了。

在回到題主問題本身，如果你需要按照丙-甲-丁的順序連接，請不要直接把丙甲丁和DNA連接酶一起加進去。可以先做丙甲或者甲丁，做完跑膠回收，回收連接好的大片段，再做剩下的部分連接，最後拿去公司測序。

這個丙甲丁的連接過程，如果是在生物體內，反應的可能基本為零，因為這些片段和連接酶很難在胞內互相接觸。

另外，人體中是有DNA連接酶的，只不過和常用的生物工具酶T4 DNA ligase有差異。

不同類型不同種類的連接酶，各個之間的活性位點不一，不可統一討論。

有的連接酶可以連平末端的DNA雙鏈片段，有的不行

有的連接酶可以連RNA，有的不行

但是連接酶的化學本質是形成磷酸二酯鍵，所以你也可以認為他們發揮的作用一致。

回答你下面的問題，僅以最常用的T4連接酶為例，連接首先會考慮鹼基互補配對程度較高的序列先

進行連接（更穩定的存在導致酶能穩定docking發揮酶活），所以按你所說的如若僅僅是丙丁是能

很快的連接在一起（鹼基互補）而甲則要看能否與丙丁產生互補配對的存在，如若沒有互補配對，

甲只能以很低的程度與丙丁連接（不能完全連接上，形成有鹼基缺失的DNA環/鏈）。人體中自然

是存在連接酶的，而且還遠不止一種，且不說人類，能獨立維持代謝的生命體都有連接

酶，且種類非常的豐富。

謝邀，匿

看了下題主的提問，很有想像力，不像搞科研的，所以只回答你所想要的答案。另，上面很多兄弟已經回答的很好了，有原理，有應用，基本無差。

首先人體內有連接酶。

然後題主的腦洞大概是想問體內或體外會不會有這種反應發生。首先連接反應也是化學反應，化學反應需要分子間的相互碰撞接觸，所以需要分子間距離很近，使得DNA 片段的碰撞幾率較大，而且都是可逆的，而在連接反應裡面，ATP起到一個關鍵作用，就是促進反應的正向進行，所以沒有ATP，連接反應基本不能發生。在體內，不論何種生物，都有著大量ATP，如果DNA片段斷裂的之後沒有里的太遠，滿足化學反應發生的條件，是能夠發生連接反應的。而且在惡劣條件下，比如核輻射，紫外照射下，很多DNA片段被打斷，機體啟動應急修復能力（名詞忘了，淚奔）會有重新連接，這個時候DNA修復校正功能喪失，極易產生不正確的連接和突變，這些不正確的連接和突變是有可能造成基因的功能喪失，進而產生腫瘤。這也是為什麼受到核輻射後很多人會得腫瘤。

在體外，自然界的ATP很少，而且不穩定，片段相互之間里的較遠，分子間碰撞的概率很小，所以發生連接的事件概率很小。

酶的本質是催化劑，換句話說即使沒有這個酶，反應都有可能會發生，只是效率會有很大差別。只要兩個片段的介面是能對得上的（黏性末端互補配對，平末端無所謂）都可以連接在一起，只是效率高低的問題。所以甲乙丙丁如果是在條件允許的時候都能夠連接，但是順序嘛就要看他們的末端。有時候做實驗連接效率不高，還會連接一些亂七八糟的片段或者自連，就會出現失敗，假陽性，空載等等。所以連接的特異性也不是十分強，尤其是平末端。至於為什麼不是完全按照我們想要的方式連接，原因也有很多，很難確定是哪一個。只能反覆做多幾次實驗了。。。

第一次回答問題，不好的地方請見諒！（臉紅。。。）

可以連接，DNA酶廣泛存在於生物體中，人體內應該也不例外。

酶的作用是催化反應使其效率提高，DNA自身的連接是通過化學鍵完成的。

我所在的實驗室經常做酶切和連接，使用的是T4連接酶，此酶可連接不同酶切位點切開的DNA片段。

原則上來說，只要兩個片段的末端符合條件，連接酶都可以把它們連接起來。只不過有的連接後鹼基序列可能是不穩定結構(例如較長的相同重複鹼基對)，這樣它還是會斷裂。

連接是很隨機的，能互補的末端理論上都能連接。這周做的克隆發現質粒測序無結果，一跑膠才發現載體早就降解了，連接酶逮到什麼片段都給連起來，結果還真以為是陽性克隆長出來了。