La complementarità è

Molte persone hanno sentito una cosa come la complementarità. Questo di solito è qualcosa di vago e non del tutto chiaro, specialmente per coloro che hanno finito la scuola molto tempo fa e il cui lavoro non è legato alla biologia o alla chimica. In effetti, l'essenza del concetto di complementarità è abbastanza semplice e sapere cosa è utile per ogni persona istruita.

Informazioni generali

Il termine ha significati diversi in diverse aree della biologia. Nella genetica, la complementarità è una proprietà di diversi geni non allelici, spesso dominanti, per completarsi a vicenda per la manifestazione di un certo tratto nuovo. Un esempio di complementarità in genetica è l'interazione di due geni dominanti responsabili dell'udito normale (chiamiamoli geni A e B). Solo in presenza di entrambi questi geni una persona ha un udito normale. Se nel genotipo di qualcuno di loro è omozigote per recessivo, la persona sarà completamente sorda.

Ma da una panchina un altro è più familiare definizione del concetto. Molte persone ricordano che la complementarità è qualcosa legato alla struttura del DNA. Per dare una definizione completa, è meglio studiare la struttura delle macromolecole per le quali è stato introdotto questo termine.

Complementarità in macromolecole

Come è noto, nel nucleo di ogni cellula di un organismo vivente c'è una molecola di DNA compatta (strettamente piegata), che memorizza tutte le informazioni genetiche sull'ulteriore sviluppo dell'organismo. Molecola di DNA forma cromosomi, che nell'uomo è normale 46. Il DNA è una molecola polimerica complessa costituita da monomeri - nucleotidi. Ogni nucleotide è rappresentato da un residuo di acido fosforico, zucchero, ribosio o desossiribosio e una delle quattro basi azotate, adenina (A), timina (T), guanina (H), citosina (C).

Come sapete, la molecola del DNA è a doppio filamento. Le legami tra catene possono essere formate solo tra basi di azoto complementari. La regola della complementarità per le basi azotate è la seguente:

AT (l'adenina è complementare alla timina).

G-C (la guanina è complementare alla citosina).

Sulla base di queste regole, possiamo concludere che la complementarità è il principio di abbinare una base azotata in una struttura di DNA o RNA a un'altra, con la quale queste basi formano un legame idrogeno.

Il primo passo per identificare la complementarità delle basi azotate fu fatto molto tempo prima che Watson e Crick, che ricevettero il premio Nobel per decifrare la struttura del DNA, dal biologo americano Edwin Chargaff. Come risultato della sua ricerca, ha scoperto che la quantità di adenina nella catena del DNA coincide con la quantità di timina e guanina - con la quantità di citosina. Ha anche scoperto che il numero totale di piramidine (T + C) è uguale al numero di purine (A + G). La regola di complementarietà fu scoperta da Watson e Crick mentre decifrava la struttura del DNA.

Il suo principio di complementarietà esiste anche per la molecola di RNA. Questa macromolecola è solitamente a singolo filamento, ma ci sono eccezioni a seconda del tipo di RNA e delle sue funzioni.

Le molecole di RNA contengono adenina, guanina, citosina e uracile. Il principio di complementarità per l'RNA a doppio filamento è il seguente:

A-Y

D-C

Come nel caso del DNA, solo se le basi azotate complementari sono l'una di fronte all'altra, si forma una doppia catena.

Natura della complementarità

Le basi azotate sono suddivise in purine e pirimidine. Per le purine, come già accennato, sono adenina e guanina, alle pirimidine - citosina, uracile e timina. Gli ultimi tre - derivati ​​della pirimidina, adenina e guanina - rispettivamente, derivati ​​delle purine. Le purine formano legami idrogeno solo con le pirimidine. I collegamenti risultanti non sono rigidi, sono facilmente distrutti e ripristinati. L'energia necessaria per la rottura dipende dal numero di legami idrogeno: adenina con timina forma due, citosina con guanina - tre, quindi è necessaria più energia per la loro distruzione.

valore

La complementarità è una proprietà che svolge un ruolo importante in Replicazione del DNA e sintesi dell'RNA. È grazie a lei che esiste un meccanismo familiare per la trasmissione di informazioni ereditarie. Il principio di complementarità gioca un ruolo chiave nel processo di sintesi dell'RNA e modello di DNA.

Complementarità in altre aree della biologia

E la catalisi enzimatica usa anche il termine complementarità. Questo concetto in enzimologia viene utilizzato per descrivere la specificità di un enzima rispetto a un particolare materiale di partenza (substrato). A causa della loro specificità, gli enzimi possono legarsi solo con determinati substrati e influire solo su determinati legami chimici nelle loro molecole. Meno sostanze possono catalizzare un enzima, maggiore è la sua specificità. Nella catalisi enzimatica, la complementarità è la formazione di una connessione specifica tra il centro attivo dell'enzima e la molecola del substrato. Cioè, la complementarità gioca un ruolo importante nella trasformazione delle sostanze chimiche negli organismi viventi.

Il risultato

Sulla base degli esempi descritti, si può concludere che la complementarità è un complemento reciproco di alcune sostanze di natura organica, a seguito della quale si forma un legame chimico (nella struttura del DNA e dell'RNA), la reazione catalizza (nella catalisi enzimatica), o una combinazione di geni nonallelici, come risultato nuovo tratto (in genetica). Molto spesso, il termine è usato in relazione alla struttura del DNA e dell'RNA, e significa la formazione di legami idrogeno tra basi di azoto.