В лабораториях молекулярной биологии ДНК разрезают и склеивают. Разрезание осуществляется рестрикционными ферментами, а склеивание — лигазой. Лигаза — это фермент, который соединяет фрагменты ДНК, образуя фосфодиэстерную связь между 3'-гидроксильным концом одного фрагмента и 5'-фосфатным концом другого. Без лигазы клонирование генов было бы невозможно.

Лигазы также необходимы в клетке. ДНК-лигаза заделывает разрывы в ДНК-остове во время репликации и репарации. Когда репликационный аппарат копирует ДНК, он производит короткие фрагменты, которые необходимо соединить. Лигаза выполняет это соединение. Когда ДНК повреждена, пути репарации используют лигазу для восстановления целостности нити. Без нее геном распадется.

В лабораторных условиях наиболее часто используется ДНК-лигаза Т4. Она получена из бактериофага Т4 и эффективно работает при комнатной температуре. Она соединяет как «липкие» концы, представляющие собой комплементарные одноцепочечные выступающие участки, так и «тупые» концы, не имеющие выступающих участков. Лигирование «липких» концов более эффективно, поскольку комплементарные выступающие участки соединяются до того, как лигаза запечатает связь.

Лигаза — это незаменимый инструмент генной инженерии. Она используется в клонировании, создании библиотек и подготовке библиотек для секвенирования нового поколения. Это небольшой фермент с большой задачей: удерживать геном вместе и позволять ученым создавать новые.