DNA dipotong dan disambung di laboratorium biologi molekuler. Pemotongan dilakukan oleh enzim restriksi. Penyambungan dilakukan oleh ligase. Ligase adalah enzim yang menggabungkan fragmen DNA dengan membentuk ikatan fosfodiester antara ujung hidroksil 3' dari satu fragmen dan ujung fosfat 5' dari fragmen lainnya. Tanpa ligase, kloning gen tidak mungkin dilakukan.

Ligase juga sangat penting di dalam sel. DNA ligase menutup celah pada tulang punggung DNA selama replikasi dan perbaikan. Ketika mesin replikasi menyalin DNA, ia menghasilkan fragmen pendek yang harus disambung. Ligase melakukan penyambungan tersebut. Ketika DNA rusak, jalur perbaikan menggunakan ligase untuk mengembalikan integritas untai tersebut. Tanpa ligase, genom akan hancur berantakan.

Di laboratorium, DNA ligase T4 adalah yang paling umum digunakan. Enzim ini berasal dari bakteriofag T4 dan bekerja secara efisien pada suhu ruang. Enzim ini menggabungkan kedua ujung lengket (sticky ends), yaitu ujung untai tunggal komplementer yang menonjol, dan ujung tumpul (blunt ends), yang tidak memiliki ujung yang menonjol. Ligasi ujung lengket lebih efisien karena ujung-ujung komplementer yang menonjol tersebut berikatan sebelum ligase menyegel ikatan.

Ligase adalah enzim andalan dalam rekayasa genetika. Enzim ini digunakan dalam kloning, pembuatan pustaka, dan persiapan pustaka untuk pengurutan generasi berikutnya. Ligase adalah enzim kecil dengan tugas besar: menjaga genom tetap utuh dan memungkinkan para ilmuwan untuk membangun genom baru.