분자생물학 실험실에서는 DNA를 자르고 붙입니다. 절단은 제한 효소로, 접합은 리가아제로 이루어집니다. 리가아제는 한 DNA 조각의 3' 하이드록실 말단과 다른 DNA 조각의 5' 인산 말단 사이에 포스포디에스터 결합을 형성하여 DNA 조각들을 연결하는 효소입니다. 리가아제가 없으면 유전자 복제는 불가능합니다.

리가아제는 세포 내에서도 필수적인 역할을 합니다. DNA 리가아제는 복제 및 복구 과정에서 DNA 골격의 손상된 부분을 봉합합니다. 복제 과정이 DNA를 복제할 때, 여러 개의 짧은 조각들이 생성되는데, 이 조각들을 연결해야 합니다. 리가아제가 바로 이 연결 작업을 담당합니다. DNA가 손상되면, 복구 과정에서 리가아제를 이용하여 손상된 DNA 가닥의 완전성을 회복합니다. 리가아제가 없다면, 유전체 전체가 파괴될 것입니다.

실험실에서는 T4 DNA 리가아제가 가장 흔하게 사용됩니다. 이 효소는 박테리오파지 T4에서 유래하며 상온에서 효율적으로 작용합니다. 상보적인 단일 가닥 돌출부인 점착성 말단과 돌출부가 없는 무딘 말단 모두를 연결할 수 있습니다. 점착성 말단 연결은 상보적인 돌출부가 리가아제가 결합을 확정하기 전에 서로 결합하기 때문에 더 효율적입니다.

리가아제는 유전 공학의 핵심 효소입니다. 클로닝, 라이브러리 구축, 차세대 시퀀싱 라이브러리 준비 등에 사용됩니다. 크기는 작지만 매우 중요한 역할을 하는 효소입니다. 바로 게놈을 하나로 묶어 과학자들이 새로운 게놈을 만들 수 있도록 해주는 것입니다.