Komplementarnost je

Mnogi ljudi su čuli takvo nešto kao komplementarnost. To je obično nešto nejasno i ne sasvim jasno, pogotovo za one koji su davno završili školu i čiji rad nije vezan uz biologiju ili kemiju. Zapravo, suština koncepta komplementarnosti je prilično jednostavna, i znati što je korisno za svaku obrazovanu osobu.

Opće informacije

Pojam ima različita značenja u različitim područjima biologije. U genetici, komplementarnost je svojstvo nekoliko nelealičnih, često dominantnih gena, koji se međusobno nadopunjuju za ispoljavanje određene nove osobine. Primjer komplementarnosti u genetici je interakcija dva dominantna gena odgovorna za normalno slušanje (nazovimo ih genima A i B). Samo u prisutnosti oba gena osoba ima normalan sluh. Ako je u genotipu bilo koje od njih homozigotno za recesivno, osoba će biti potpuno gluha.

Ali iz školske klupe bolje je poznati drugi definicija pojma. Mnogi ljudi pamte da je komplementarnost nešto povezano sa strukturom DNA. Da bi se dobila potpuna definicija, bolje je proučiti strukturu makromolekula za koje je ovaj pojam uveden.

Komplementarnost u makromolekulama

Kao što je poznato, u jezgri bilo koje stanice živog organizma nalazi se zbijena (čvrsto presavijena) molekula DNA koja pohranjuje svu genetsku informaciju o daljnjem razvoju organizma. Molekula DNA stvara kromosome, što je kod ljudi normalno 46. DNA je kompleksna polimerna molekula koja se sastoji od monomera - nukleotida. Svaki nukleotid je predstavljen ostatkom fosforne kiseline, šećera, riboze ili deoksiriboze i jedne od četiri dušične baze, adenina (A), timina (T), gvanina (H), citozina (C).

Kao što znate, DNA molekula je dvostruka. Veze između lanaca mogu se formirati samo između komplementarnih dušičnih baza. Pravilo komplementarnosti za dušične baze je kako slijedi:

AT (adenin je komplementaran s timinom).

G-C (gvanin je komplementaran citozinu).

Na temelju tih pravila možemo zaključiti da je komplementarnost načelo usklađivanja jedne dušične baze u strukturi DNA ili RNA s drugom, s kojom te baze tvore vodikovu vezu.

Prvi korak u identificiranju komplementarnosti dušičnih baza napravljen je mnogo prije nego su Watson i Crick, koji su primili Nobelovu nagradu za dešifriranje strukture DNA, američki biolog Edwin Chargaff. Kao rezultat njegovih istraživanja, otkrio je da se količina adenina u DNA lancu podudara s količinom timina, a gvanin - s količinom citozina. Također je utvrdio da je ukupan broj piramidina (T + C) jednak broju purina (A + G). Pravilo komplementarnosti otkrili su Watson i Crick dok su dešifrirali strukturu DNA.

Njegov princip komplementarnosti postoji i za molekulu RNA. Ova makromolekula je obično jednolančana, ali postoje iznimke ovisno o tipu RNK i njezinim funkcijama.

RNA molekule sadrže adenin, gvanin, citozin i uracil. Načelo komplementarnosti za dvolančanu RNA je kako slijedi:

A-Y

D-C

Kao iu slučaju DNA, samo ako su dušične baze komplementarne jedna drugoj sučelice jedna s drugom, formira se dvostruki lanac.

Priroda komplementarnosti

Dušične baze se dijele na purine i pirimidine. Za purine, kao što je već spomenuto, su adenin i gvanin, za pirimidine - citozin, uracil i timin. Posljednja tri - derivati ​​pirimidina, adenin i gvanin - derivati ​​purina. Purini formiraju vodikove veze samo s pirimidinima. Rezultirajuće veze nisu krute, lako se uništavaju i obnavljaju. Energija potrebna za lomljenje ovisi o broju vodikovih veza: adenin s timinom u obliku dva, citozin s gvaninom - tri, stoga je za njihovo uništenje potrebno više energije.

vrijednost

Komplementarnost je svojstvo koje igra važnu ulogu Replikacija DNA i sinteza RNA. Zahvaljujući njoj postoji poznati mehanizam za prijenos nasljednih informacija. Princip komplementarnosti igra ključnu ulogu u procesu sinteze RNA i DNA uzorka.

Komplementarnost u drugim područjima biologije

A enzimska kataliza također koristi izraz komplementarnost. Ovaj koncept u enzimologiji koristi se za opisivanje specifičnosti enzima u odnosu na određeni početni materijal (supstrat). Zbog svoje specifičnosti, enzimi se mogu vezati samo s određenim supstratima i utjecati samo na određene kemijske veze u njihovim molekulama. Što manje tvari može katalizirati enzim, to je njegova specifičnost veća. U komplementarnosti enzimatske katalize je formiranje specifične veze između aktivnog centra enzima i molekule supstrata. To jest, komplementarnost igra važnu ulogu u transformaciji kemikalija u živim organizmima.

Rezultat

Na temelju opisanih primjera može se zaključiti da je komplementarnost uzajamna dopuna određenih tvari organske prirode, što rezultira kemijskom vezom (u strukturi DNA i RNA), reakcijskim katalizama (u enzimatskoj katalizi) ili kombinaciji nealelnih gena. nova osobina (u genetici). Najčešće se taj izraz koristi u odnosu na strukturu DNA i RNA i znači stvaranje vodikovih veza između dušičnih baza.