Em Engenharia Genética e Genética Molecular esta enzima é extremamente importante, dado que esta enzima ajuda a reparar as descontinuidades das moléculas de DNA de cadeia dupla, unindo a cadeia. Por exemplo, as ligases do DNA são utilizadas em conjunto com as enzimas de restrição para inserir fragmentos de DNA em plasmídeos.

Mecanismo de funcionamento da Ligase do DNA

A ligase do DNA forma duas ligações fosfodiester covalentes entre a extremidade 3’ hidroxilo de um nucleótido (“recetor”) com a extremidade 5’ fosfato de outro nucleótido (“dador”). Esta ação requer energia fornecida pelo ATP.

O processo completo decorre em 3 etapas:

1. adição de um resíduo de AMP (adenilação) ao centro ativo da enzima, e libertação de um pirofosfato
2. transferência de AMP para o grupo fosfato 5’ da chamada cadeia dadora, formação de uma ligação pirofosfato
3. formação de uma ligação fosfodiester entre o grupo fosfato 5’ do dador e o grupo hidroxilo 3’ do recetor

As extremidades coesivas de dois fragmentos de DNA, obtidos por ação de enzimas de restrição, tendem a emparelhar devido à complementaridade das bases, e a ligação dos fragmentos é feita pela ação da ligase do DNA.