Trong các phòng thí nghiệm sinh học phân tử, DNA được cắt và ghép. Việc cắt được thực hiện bởi các enzyme hạn chế (restriction enzymes). Việc ghép được thực hiện bởi enzyme ligase. Ligase là một enzyme nối các đoạn DNA lại với nhau bằng cách tạo thành liên kết phosphodiester giữa đầu hydroxyl 3' của đoạn này và đầu phosphate 5' của đoạn kia. Nếu không có ligase, việc nhân bản gen sẽ không thể thực hiện được.

Các enzyme nối (ligase) cũng rất cần thiết trong tế bào. DNA ligase hàn gắn các vết đứt trên chuỗi DNA trong quá trình sao chép và sửa chữa. Khi bộ máy sao chép nhân bản DNA, nó tạo ra các đoạn ngắn cần được nối lại với nhau. Ligase thực hiện việc nối này. Khi DNA bị hư hại, các con đường sửa chữa sử dụng ligase để khôi phục tính toàn vẹn của chuỗi. Nếu không có nó, bộ gen sẽ bị phá vỡ.

Trong phòng thí nghiệm, enzyme T4 DNA ligase là loại được sử dụng phổ biến nhất. Nó được chiết xuất từ ​​thực khuẩn thể T4 và hoạt động hiệu quả ở nhiệt độ phòng. Enzyme này nối cả hai đầu dính (sticky ends), là các đoạn nhô ra đơn sợi bổ sung, và các đầu cùn (blunt ends), không có đoạn nhô ra. Quá trình nối đầu dính hiệu quả hơn vì các đoạn nhô ra bổ sung liên kết với nhau trước khi enzyme ligase hàn kín liên kết.

Ligase là một enzyme quan trọng trong kỹ thuật di truyền. Nó được sử dụng trong nhân bản, xây dựng thư viện và chuẩn bị thư viện giải trình tự thế hệ mới. Đây là một enzyme nhỏ nhưng có nhiệm vụ lớn: giữ cho bộ gen được liên kết với nhau và cho phép các nhà khoa học xây dựng các bộ gen mới.