Допълняемостта е
Много хора са чули такова нещо като взаимно допълване. Обикновено това е нещо неясно и не съвсем ясно, особено за тези, които отдавна са завършили училище и чиято работа не е свързана с биология или химия. Всъщност същността на концепцията за допълняемост е доста проста и да се знае какво е полезно за всеки образован човек.
Обща информация
Терминът има различни значения в различни области на биологията. В генетиката комплементарността е свойство на няколко неалелни, често доминиращи гени, които се допълват взаимно за проявлението на някаква нова черта. Пример за взаимно допълване в генетиката е взаимодействието на два господстващи гена, отговорни за нормалното изслушване (да ги наречем гени А и В). Само при наличието на двата гена човек има нормален слух. Ако в генотипа на някой от тях е хомозиготен за рецесивен, човекът ще бъде напълно глух.
Но от училищна пейка друга е по-добре позната дефиниране на понятието. Много хора си спомнят, че взаимното допълване е нещо, свързано със структурата на ДНК. За да се даде пълна дефиниция, по-добре е да се изследва структурата на макромолекулите, за които е въведен този термин.
Допълняемост в макромолекулите
Както е известно, в ядрото на всяка клетка от жив организъм има уплътнена (плътно сгъната) ДНК молекула, която съхранява цялата генетична информация за по-нататъшното развитие на организма. ДНК молекула образува хромозоми, които при хората са нормални 46. ДНК е сложна полимерна молекула, състояща се от мономери - нуклеотиди. Всеки нуклеотид е представен от остатък от фосфорна киселина, захар, рибоза или дезоксирибоза и една от четирите азотни бази, аденин (А), тимин (Т), гуанин (Н), цитозин (С).
Както знаете, ДНК молекулата е двуверижна. Връзките между веригите могат да се образуват само между комплементарни азотни бази. Правилото за взаимно допълване на азотните основи е както следва:
АТ (аденин се допълва с тимин).
G-C (гуанинът е комплементарен на цитозин).
Въз основа на тези правила можем да заключим, че комплементарността е принципът на съчетаване на една азотна база в ДНК или РНК структура с друга, с която тези бази образуват водородна връзка.
Първата стъпка в идентифицирането на допълняемостта на азотни бази е направена много преди Уотсън и Крик, които са получили Нобелова награда за дешифриране на структурата на ДНК, от американския биолог Едуин Чаргаф. В резултат на неговите изследвания той открива, че количеството аденин в ДНК веригата съвпада с количеството тимин, а гуанинът - с количеството цитозин. Той също така е установил, че общият брой на пирамидините (T + C) е равен на броя на пурините (A + G). Самото правило за взаимно допълване беше открито от Уотсън и Крик, докато дешифрирай структурата на ДНК.
Неговият принцип на комплементарност също съществува за молекулата на РНК. Тази макромолекула обикновено е едноверижна, но има изключения в зависимост от вида на РНК и нейните функции.
РНК молекулите съдържат аденин, гуанин, цитозин и урацил. Принципът на взаимно допълване на двойно-верижната РНК е както следва:
A-Y
D-C
Както в случая с ДНК, само ако азотните бази, допълващи се една с друга, са обърнати една към друга, се образува двойна верига.
Същност на взаимното допълване
Азотните основи се разделят на пурини и пиримидини. За пурините, както вече споменахме, са аденин и гуанин, към пиримидините - цитозин, урацил и тимин. Последните три - пиримидинови производни, аденин и гуанин - съответно, пуринови производни. Пурините образуват водородни връзки само с пиримидини. Получените връзки не са твърди, лесно се унищожават и възстановяват. Енергията, необходима за разрушаване, зависи от броя на водородните връзки: аденин с форма тимин 2, цитозин с гуанин - три, следователно, за тяхното унищожаване се изисква повече енергия.
стойност
Допълняемостта е свойство, което играе важна роля ДНК репликация и синтез на РНК. Благодарение на нея съществува познат механизъм за предаване на наследствена информация. Принципът на допълняемост играе ключова роля в процеса на синтез на РНК и ДНК матрицата.
Допълняемост в други области на биологията
А ензимната катализа също използва термина допълване. Тази концепция в ензимологията се използва за описване на специфичността на ензим по отношение на конкретен изходен материал (субстрат). Поради тяхната специфичност, ензимите могат да се свързват само с определени субстрати и да засягат само определени химически връзки в техните молекули. Колкото по-малко вещества могат да катализират ензим, толкова по-голяма е неговата специфичност. При ензимната катализа комплементарност е образуването на специфична връзка между активния център на ензима и субстратната молекула. Това означава, че допълняемостта играе важна роля в трансформацията на химикали в живите организми.
Резултатът
Въз основа на описаните примери може да се заключи, че комплементарността е взаимно допълнение на някои вещества от органично естество, в резултат на което се образува химична връзка (в структурата на ДНК и РНК), реакционните катализатори (при ензимна катализа) или комбинация от неалелни гени. нова черта (в генетиката). Най-често терминът се използва във връзка със структурата на ДНК и РНК и означава образуването на водородни връзки между азотните бази.