Многие люди слышали такое понятие как комплементарность. Это обычно нечто туманное и не совсем понятное, особенно для тех, кто давно закончил школу и чья работа не связана с биологией или химией. На самом деле суть понятия комплементарность довольно проста, и знать, что это, полезно каждому образованному человеку.
Общие сведения
Термин имеет несхожие значения в разных областях биологии. В генетике комплементарность - это свойство нескольких неаллельных, чаще доминантных генов, дополнять друг друга для проявления определенного нового признака. Примером комплементарности в генетике является взаимодействие двух доминантных генов, отвечающих за нормальный слух (назовем их гены А и В). Только при наличии обоих этих генов человек обладает нормальным слухом. Если в генотипе любой из них гомозиготен по рецессиву, человек будет полностью глухим.
Но со школьной скамьи лучше знакомо другое определение понятия. Многие помнят, что комплементарность - это что-то связанное со структурой ДНК. Чтобы дать полное определение, стоит лучше изучить структуру макромолекул, для которых и был введен этот термин.
Комплементарность в макромолекулах
Как известно, в ядре любой клетки живого организма находится компактизованная (плотно свернутая) молекула ДНК, в которой хранится вся генетическая информация о дальнейшем развитии организма. Молекула ДНК формирует хромосомы, которых у человека в норме 46. ДНК представляет собой сложную полимерную молекулу, состоящую из мономеров - нуклеотидов. Каждый нуклеотид представлен остатком фосфорной кислоты, сахаром рибозой или дезоксирибозой и одним из четырех азотистых оснований- аденином (А), тимином (Т), гуанином (Г), цитозином (Ц).
Как известно, молекула ДНК двухцепочная. Связи между цепями могут образовываться только между комплементарными азотистыми основаниями. Правило комплементарности для азотистых оснований выглядит следующим образом:
А-Т (аденин комплементарен тимину).
Г-Ц (гуанин комплементарен цитозину).
Исходя из этих правил, можно сделать вывод, что комплементарность - это принцип соответствия одного азотистого основания в структуре ДНК или РНК другому, с которым эти основания образуют водородную связь.
Первый шаг к выявлению комплементарности азотистых оснований был сделан задолго до Уотсона и Крика, получивших Нобелевскую премию за расшифровку структуры ДНК, американским биологом Эдвином Чаргаффом. В результате своих исследований он обнаружил, что количество аденина в цепи ДНК совпадает с количеством тимина, а гуанина - с количеством цитозина. Он же установил, что суммарное количество пирамидинов (Т+Ц) равно количеству пуринов (А+Г). Само правило комплементарности было открыто Уотсоном и Криком при расшифровке структуры ДНК.
Свой принцип комплементарности существует и для молекулы РНК. Эта макромолекула обычно одноцепочная, но бывают исключения в зависимости от разновидности РНК и ее функций.
В молекулах РНК присутствуют аденин, гуанин, цитозин и урацил. Принцип комплементарности для двухцепочной РНК выглядит так:
Как и в случае ДНК, только если комплементарные друг другу азотистые основания стоят друг напротив друга, формируется двойная цепь.
Природа комплементарности
Азотистые основания принято разделять на пурины и пиримидины. К пуринам, как уже упоминалось, относятся аденин и гуанин, к пиримидинам - цитозин, урацил и тимин. Последние три - производные пиримидина, аденин и гуанин - соответственно, производные пурина. Пурины образуют водородные связи только с пиримидинами. Получившиеся связи нежесткие, они легко разрушаются и восстанавливаются. Необходимая для разрыва энергия зависит от количества водородных связей: аденин с тимином образуют две, цитозин с гуанином - три, потому для их разрушения требуется больше энергии.
Значение
Комплементарность - это свойство, которое играет важную роль в репликации ДНК и синтезе РНК. Именно благодаря ей существует привычный механизм передачи наследственной информации. Принцип комплементарности играет ключевую роль в процессе синтеза РНК да матрице ДНК.
Комплементарность в других областях биологии
А ферментативном катализе также используется термин комплементарность. Это понятие в энзимологии применяется для описания специфичности фермента по отношению к определенному исходному веществу (субстрату). Ферменты ввиду своей специфичности могут связываться только с некоторыми субстратами и воздействовать только на определенные химические связи в их молекулах. Чем меньше веществ может катализировать фермент, тем больше его специфичность. В ферментативном катализе комплементарность - это образование специфической связи между активным центром фермента и молекулой субстрата. То есть, и в преобразовании химических веществ в живых организмах комплементарность играет важную роль.
Итог
Исходя из описанных примеров, можно сделать вывод, что комплементарность - взаимное дополнение определенных веществ органической природы, в результате которого образуется химическая связь (в структуре ДНК и РНК), катализуется реакция (в ферментативном катализе), или комбинация неаллельных генов, в результате которой образуется новый признак (в генетике). Чаще всего термин применяется по отношению к структуре ДНК и РНК и означает образование водородных связей между азотистыми основаниями.
Что такое "комплементарность"? Как правильно пишется данное слово. Понятие и трактовка.
комплементарность в химии, пространственное соответствие структур двух молекул (разных или одинаковых), благодаря к-рому возможно образование между ними водородных связей и осуществление межмол. взаимодействий. В широком смысле также взаимное соответствие противоположных электростатич. зарядов на молекулах и энергий сопряженных р-ций. В последнем случае рассматриваются параллельно протекающие р-ции, связанные друг с другом так, что стадия, сопровождающаяся выделением энергии, сопряжена со стадией, для осуществления к-рой необходимо потребление энергии. наиб. распространено, особенно в биохимии и биоорг. химии, понятие структурной К. Благодаря этому виду К., к-рое осуществляется по принципу "ключ - замок", образуются комплексы антиген - антитело, фермент - субстрат, четвертичная структура белков, вторичная и третичная структура нуклеиновых к-т. В последнем случае К. проявляется особенно ярко. К. аденина тимину и гуанина цитозину (в узком смысле термин "К." иногда употребляется именно для этого случая) открыта Дж. Уотсоном и Ф. Криком в 1953 и легла в основу построенной ими модели двойной спирали ДНК. Данный тип К. реализуется благодаря образованию водородных связей между протонодонорными и протоноакцепторными группами в азотистых основаниях (см. рис.). При Водородные связи (обозначены точками) между комплементарными основаниями, входящими в ДНК и РНК; R остаток фосфорилированной пентозы. этом образуются специфич. пары комплементарных оснований, имеющие почти одинаковые размеры. Поэтому двойная спираль имеет очень однородную регулярную структуру, мало зависящую от конкретной последовательности оснований - св-во очень важное для обеспечения универсальности механизмов репликации (самовоспроизведение ДНК или РНК), транскрипции (синтез РНК на ДНК-матрице) и трансляции (синтез белков на РНК-матрице). В каждом из этих т. н. матричных процессов К. играет определяющую роль. Напр., при трансляции важное значение имеет К. между тройкой оснований матричной РНК (т. н. кодоном, см. Генетический код) и тройкой оснований транспортной РНК (поставляют во время трансляции аминокислоты). К. определяет также вторичную структуру нуклеиновых к-т. Одноцепочечные РНК благодаря К. оснований, навиваясь сами на себя, образуют относительно короткие двухспиральные области ("шпильки" и "петли"), соединенные одноцепочечными участками. К. в отдельных парах оснований ДНК может нарушаться из-за появления отклонений в их строении, к-рые могут возникать спонтанно или в результате действия разл. факторов (химических и физических). Следствием этих изменений м. б. мутации. К. лежит в основе мн. явлений биол. специфичности, связанных с "узнаванием" на мол. уровне, -ферментативного катализа, самосборки биол. структур, высокой точности передачи генетич. информации и др. Лит.: Мецлер Д., Биохимия, пер. с англ., т. 2, М.. 1980, с. 42 45; Стент Г., Кэлиндар Р., Молекулярная генетика, пер. с англ.. М., 1981, с. 172 74. В. И. Иванов.
комплементарность - в молекулярной биологии, взаимное соответствие, обеспечивающее связь дополняющих друг друга... Большая Советская энциклопедия
комплементарность - ж. 1. Взаимное соответствие, связь дополняющих друг друга структур, определяемая их химическими сво...
В химии, молекулярной биологии и генетике - взаимное соответствие молекул биополимеров или их фрагментов, обеспечивающее образование связей между пространственно взаимодополняющими (комплементарными) фрагментами молекул или их структурных фрагментов вследствие супрамолекулярных взаимодействий.
Wikimedia Foundation . 2010 .
Синонимы :- Даев, Вячеслав Евгеньевич
- Гонзага
Смотреть что такое "Комплементарность" в других словарях:
комплементарность - соответствие, взаимодополняемость, взаимосоответствие Словарь русских синонимов. комплементарность сущ., кол во синонимов: 3 взаимодополняемость (2) … Словарь синонимов
КОМПЛЕМЕНТАРНОСТЬ - в биохимии взаимное соответствие в химическом строении двух макромолекул, обеспечивающее их взаимодействие спаривание двух нитей ДНК, соединение фермента с субстратом, антигена с антителом. Комплементарные структуры подходят друг к другу как ключ … Большой Энциклопедический словарь
КОМПЛЕМЕНТАРНОСТЬ - пространственная взаимодополняемость (взаимное соответствие) поверхностей взаимодействующих молекул или их частей, приводящая, как правило, к образованию вторичных (Ван дер Ваальсовых, водородных, ионных) связей между ними. Уникальность и… … Биологический энциклопедический словарь
Комплементарность - явление, при к ром в 2 молекулах имеются дополнительные (зеркальные) по строению и зарядам участки. В результате К. 2 молекулы могут приблизиться друг к другу на такое расстояние, при к ром в результате действия электростатических и ван дер… … Словарь микробиологии
комплементарность - – явление высокоизбирательного связывания биомолекул и биоструктур за счет специфических и универсальных взаимодействий, а также высокого стереохимического сродства … Краткий словарь биохимических терминов
Комплементарность - * камплементарнасць * complementarity свойство нуклеотидов образовывать парные комплексы при взаимодействии цепей нуклеиновых кислот; в соответствии с правилами комплементарности оснований при формировании таких комплексов образуется двойная… … Генетика. Энциклопедический словарь
комплементарность - (биохим.), взаимное соответствие в химическом строении двух макромолекул, обеспечивающее их взаимодействие спаривание двух нитей ДНК, соединение фермента с субстратом, антигена с антителом. Комплементарные структуры подходят друг к другу как… … Энциклопедический словарь
Комплементарность - (от лат. complementum дополнение) пространственная взаимодополняемость молекул или их частей, приводящая к образованию водородных связей. Особую роль комплементарность играет в молекулах нуклеиновых кислот ДНК, где две полинуклеотидные цепи в… … Начала современного естествознания
Комплементарность - (от лат. completus полный) соответствие, составление с чем то другим некого нового объекта, имеющего новые свойства (например, для некоторых схем нужны два транзистора с определенным образом согласованными параметрами комплементарная пара):… … Мир Лема - словарь и путеводитель
КомплЕментарность - (дополнительность, взаимодополняемость) имманентное понятие, имеющее смысл в границах единого социокультурного пространства (цивилизации). «Противоположности не исключают, а дополняют друг друга» (Нильс Бор). КомплЕментарность есть частный случай … Геоэкономический словарь-справочник
Книги
- Купить за 634 руб
- Генезис значения в философии индуизма , Зильберман Давид Беньяминович. Основным направлением исследования в настоящей работе является разработка нового метода философствования, который автор называет модальным методологизированием, анализ проблемы культурной…
комплементарность
Словарь медицинских терминов
Новый толково-словообразовательный словарь русского языка, Т. Ф. Ефремова.
комплементарность
ж. Взаимное соответствие, связь дополняющих друг друга структур, определяемая их химическими свойствами (в молекулярной биологии).
Энциклопедический словарь, 1998 г.
комплементарность
в биохимии - взаимное соответствие в химическом строении двух макромолекул, обеспечивающее их взаимодействие - спаривание двух нитей ДНК, соединение фермента с субстратом, антигена с антителом. Комплементарные структуры подходят друг к другу как ключ к замку.
Комплементарность
в молекулярной биологии, взаимное соответствие, обеспечивающее связь дополняющих друг друга структур (макромолекул, молекул, радикалов) и определяемое их химическими свойствами. К. возможна, «если поверхности молекул имеют комплементарные структуры, так что выступающая группа (или положительный заряд) на одной поверхности соответствуют полости (или отрицательному заряду) на другой. Иными словами, взаимодействующие молекулы должны подходить друг к другу, как ключ к замку» (Дж. Уотсон). К. цепей нуклеиновых кислот основана на взаимодействии входящих в их состав азотистых оснований. Так, только при расположении аденина (А) в одной цепи против тимина (Т) (или урацила ≈ У) в другой, а гуанина (Г) ≈ против цитозина (Ц), в этих цепях между основаниями возникают водородные связи. К. ≈ по-видимому, единственный и универсальный химический механизм матричного хранения и передачи генетической информации. (См. также Белки, Дезоксирибонуклеиновая кислота, Репликация, Транскрипция.) Другой пример К. ≈ взаимодействие фермента с соответствующим субстратом. В иммунологии говорят о К. антигена и соответствующих ему антител. В биологической литературе термин «К.» иногда употребляют в значении, близком к понятию комплементация .
Лит.: Уотсон Дж., Молекулярная биология гена, пер. с англ., М., 1967.
В. Н. Сойфер.
Википедия
Комплементарность (биология)
Комплемента́рность (в химии, молекулярной биологии и генетике) - взаимное соответствие молекул биополимеров или их фрагментов, обеспечивающее образование связей между пространственно взаимодополняющими фрагментами молекул или их структурных фрагментов вследствие супрамолекулярных взаимодействий.
Взаимодействие комплементарных фрагментов или биополимеров не сопровождается образованием ковалентной химической связи между комплементарными фрагментами, однако из-за пространственного взаимного соответствия комплементарных фрагментов приводит к образованию множества относительно слабых связей с достаточно большой суммарной энергией, что приводит к образованию устойчивых молекулярных комплексов.
Вместе с тем следует отметить, что механизм каталитичекой активности ферментов определяется комплементарностью фермента и переходного состояния либо промежуточного продукта катализируемой реакции - и в этом случае может происходить обратимое образование химической связи.
Комплементарность
Комплемента́рность :
- Комплементарность в химии, молекулярной биологии и генетике - взаимное соответствие молекул биополимеров или их фрагментов, обеспечивающее образование связей между пространственно-взаимодополняющими фрагментами молекул или их структурных фрагментов вследствие супрамолекулярных взаимодействий.
- В философии комплементарными называют несходные или даже противоположные теории, концепции, модели и точки зрения, отражающие различные взгляды на действительность.
- Комплементарность в генетике - форма взаимодействия неаллельных генов , при котором одновременное действие нескольких доминантных генов дает новый признак.
- Комплементарные блага - это несколько товаров, которые дополняют друг друга и потребляются одновременно. Примерами таких товаров могут служить: автомобиль и бензин ; компьютер , монитор , клавиатура и мышка ; подушка и одеяло .
- Комплементарность в электронике - точное соответствие параметров между взаимодополняющими сериями электронных приборов различных типов проводимости (например, PNP к NPN). Пример: комплементарная пара транзисторов; комплементарная МОП логика.
Комплементарность (философия)
В философии комплемента́рными называют различающиеся или даже противоположные теории, концепции, модели и точки зрения, отражающие различные взгляды на действительность, и, которые совместно создают более полное представление, чем каждая по отдельности. Например, комплементарными могут считаться механистические и холистические представления, искусство и наука .
Комплементарность (генетика)
Комплементáрность - процесс взаимодействия двух и более взаимодополняющих друг друга неаллельных генов, при котором появление признака у организма обуславливается обязательным присутствием этих генов в определённом состоянии. Термин «комплементарность» происходит от - дополнение, дополнительное действие.
Например, развитие нормального слуха определяют два гена: А (ответственный за нормальное развитие улитки уха) и В, человек родится глухим: АаВв, ААВв и АаВВ - нормальный слух, ааВв, ааВВ, Аавв, ААвв - патология.
Примеры употребления слова комплементарность в литературе.
Благодаря принципу комплементарности , лежащему в основе построения двойной спирали ДНК, молекула ДНК способна к удвоению.