In moleculairbiologische laboratoria wordt DNA geknipt en geplakt. Het knippen gebeurt door restrictie-enzymen. Het plakken gebeurt door ligase. Een ligase is een enzym dat DNA-fragmenten aan elkaar verbindt door een fosfodiësterbinding te vormen tussen het 3'-hydroxyluiteinde van het ene fragment en het 5'-fosfaatuiteinde van het andere. Zonder ligase zou genklonering onmogelijk zijn.

Ligases zijn ook essentieel in de cel. DNA-ligase dicht breuken in de DNA-ruggengraat tijdens replicatie en reparatie. Wanneer het replicatiemechanisme DNA kopieert, produceert het korte fragmenten die aan elkaar moeten worden gekoppeld. Ligase zorgt voor deze koppeling. Wanneer DNA beschadigd raakt, gebruiken reparatieprocessen ligase om de integriteit van de streng te herstellen. Zonder ligase zou het genoom uit elkaar vallen.

In het laboratorium wordt T4 DNA-ligase het meest gebruikt. Het is afkomstig van bacteriofaag T4 en werkt efficiënt bij kamertemperatuur. Het verbindt zowel 'plakkerige uiteinden', dit zijn complementaire enkelstrengige overhangen, als 'stompe uiteinden', die geen overhang hebben. Ligatie van plakkerige uiteinden is efficiënter omdat de complementaire overhangen aan elkaar hechten voordat de ligase de binding afdicht.

Ligase is een onmisbaar enzym in de genetische manipulatie. Het wordt gebruikt bij klonering, de constructie van genbibliotheken en de voorbereiding van genbibliotheken voor next-generation sequencing. Het is een klein enzym met een belangrijke taak: het genoom bij elkaar houden en wetenschappers in staat stellen nieuwe genomen te bouwen.