КОМПЛЕМЕНТАРНОСТЬ
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 комплементарности. Благодаря этому виду комплементарности, 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 комплементарность проявляется особенно ярко.
Комплементарность аденина тимину и гуанина цитозину (в узком смысле термин "комплементарность" 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 комплементарности 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 комплементарность играет определяющую роль. Напр., при трансляции важное значение имеет комплементарность между тройкой оснований матричной РНК (т.н. кодоном, см. Генетический код) и тройкой оснований транспортной РНК (поставляют во время трансляции аминокислоты). Комплементарность определяет также вторичную структуру нуклеиновых к-т. Одноцепочечные РНК благодаря комплементарности оснований, навиваясь сами на себя, образуют относительно короткие двухспиральные области ("шпильки" и "петли"), соединенные одноцепочечными участками. Комплементарность 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.
Комплементарность 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.
===
Исп. литература для статьи «КОМПЛЕМЕНТАРНОСТЬ»: 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.
Страница «КОМПЛЕМЕНТАРНОСТЬ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.
