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.