Комплементарност је

Многи људи су чули тако нешто као комплементарност. То је обично нешто нејасно и не сасвим јасно, посебно за оне који су давно завршили школу и чији рад није везан за биологију или хемију. У ствари, суштина концепта комплементарности је прилично једноставна, и да зна шта је корисно за сваку образовану особу.

Опште информације

Термин има различита значења у различитим областима биологије. У генетици, комплементарност је својство неколико нелеаличних, често доминантних гена, који се међусобно допуњују за испољавање одређене нове особине. Пример комплементарности у генетици је интеракција два доминантна гена одговорна за нормално слушање (назовимо их генима А и Б). Само у присуству оба гена особа има нормалан слух. Ако је у генотипу било које од њих хомозиготно за рецесивно, особа ће бити потпуно глува.

Али из школске клупе друга је боље позната дефиниција концепта. Многи људи памте да је комплементарност нешто повезано са структуром ДНК. Да би се дала потпуна дефиниција, боље је проучити структуру макромолекула за које је овај термин уведен.

Комплементарност у макромолекулима

Као што је познато, у језгру било које ћелије живог организма налази се збијен (чврсто пресавијени) молекул ДНК, који похрањује сву генетску информацију о даљем развоју организма. ДНА молецуле формира хромозоме, што је код људи нормално 46. ДНК је комплексни полимерни молекул који се састоји од мономера - нуклеотида. Сваки нуклеотид је представљен остатком фосфорне киселине, шећера, рибозе или деоксирибозе и једне од четири азотне базе, аденина (А), тимина (Т), гванина (Х), цитозина (Ц).

Као што знате, ДНК молекул је двоструки. Везе између ланаца могу се формирати само између комплементарних азотних база. Правило комплементарности за азотне базе је следеће:

АТ (аденин је комплементаран са тимином).

Г-Ц (гванин је комплементаран цитозину).

На основу ових правила, можемо закључити да је комплементарност принцип усклађивања једне азотне базе у структури ДНК или РНК са другом, са којом ове базе формирају водоничну везу.

Први корак у идентификацији комплементарности азотних база направљен је много пре него што су Ватсон и Црицк, који су добили Нобелову награду за дешифровање структуре ДНК, амерички биолог Едвин Цхаргафф. Као резултат његових истраживања, открио је да се количина аденина у ДНК ланцу поклапа са количином тимина, а гванин - са количином цитозина. Такође је утврдио да је укупан број пирамидина (Т + Ц) једнак броју пурина (А + Д). Правило комплементарности су открили Ватсон и Црицк док су дешифровали структуру ДНК.

Његов принцип комплементарности постоји и за РНК молекул. Ова макромолекула је обично једноланчана, али постоје изузеци у зависности од типа РНК и њених функција.

РНК молекули садрже аденин, гванин, цитозин и урацил. Принцип комплементарности за дволанчану РНК је следећи:

АИ

Г-Ц

Као иу случају ДНК, само ако су азотне базе комплементарне једна другој суочене једна са другом, формира се двоструки ланац.

Природа комплементарности

Азотне базе се деле на пурине и пиримидине. За пурине, као што је већ поменуто, су аденин и гванин, за пиримидине - цитозин, урацил и тимин. Последња три - деривати пиримидина, аденин и гванин - деривати пурина. Пурини формирају водикове везе само са пиримидинима. Резултирајуће везе нису круте, лако се уништавају и обнављају. Енергија потребна за разбијање зависи од броја водикових веза: аденин са тимином 2, цитозин са гуанином - три, стога је потребно више енергије за њихово уништавање.

Значење

Комплементарност је имовина која игра важну улогу Репликација ДНК и синтеза РНК. Захваљујући њој постоји познати механизам за преношење насљедних информација. Принцип комплементарности игра кључну улогу у процесу синтезе РНК и ДНК шаблона.

Комплементарност у другим областима биологије

А ензимска катализа такође користи термин комплементарност. Овај концепт у ензимологији се користи за описивање специфичности ензима у односу на одређени почетни материјал (супстрат). Због своје специфичности, ензими се могу везати само за одређене супстрате и утичу само на одређене хемијске везе у њиховим молекулима. Што мање супстанци могу катализовати ензим, то је његова специфичност већа. У ензиматској катализи комплементарност је формирање специфичне везе између активног центра ензима и молекуле супстрата. То значи да комплементарност игра важну улогу у трансформацији хемикалија у живе организме.

Резултат

На основу описаних примера, може се закључити да је комплементарност узајамна допуна одређених супстанци органске природе, због чега се формира хемијска веза (у структури ДНК и РНК), реакционе катализације (у ензиматској катализи) или комбинација неалелних гена, као резултат нова особина (у генетици). Најчешће, термин се користи у односу на структуру ДНК и РНК и значи стварање водоничних веза између азотних база.