DNA ligase è un enzima che ripara le irregolarità o le interruzioni nella spina dorsale delle molecole di DNA a doppio filamento. Ha tre funzioni generali: sigilla le riparazioni nel DNA, sigilla i frammenti di ricombinazione e collega i frammenti di Okazaki (piccoli frammenti di DNA formati durante la replicazione del DNA a doppio filamento). Le funzioni della ligasi del DNA formano un legame tra la fine di un nucleotide "donatore" e la fine di un nucleotide "accettore".
Esistono due tipi principali di DNA ligasi: il primo si trova solo nelle cellule procariotiche (cellule senza nucleo, come i batteri). Il secondo si trova nelle cellule eucariotiche (cellule con un nucleo, come quelle di piante e animali), nonché in virus e batteriofagi. Inoltre, i mammiferi hanno quattro sottotipi di ligasi che variano nella loro funzione; La DNA ligasi III, ad esempio, contiene una proteina di riparazione del DNA, chiamata XRCC1, che sigilla la rottura del filamento di DNA che si verifica durante la riparazione dell'escissione del nucleotide. In generale, le ligasi del DNA eucariotico sono molto più grandi delle loro controparti procariotiche; la più piccola ligasi di DNA è prodotta dal batteriofago T7.
Poiché la ligasi del DNA svolge un ruolo così importante nell'assistere alla riparazione e alla replicazione del DNA, è un componente importante degli esperimenti di ricombinazione genetica, inclusa la clonazione.
