В чем заключается свойство комплементарности
Принцип комплементарности — основа, суть и роль правила в биологии
К заслугам учёных Уотсона и Крика относится определение и выделение ДНК как двойной спирали. Генетики подробно описали строение молекулы в теме «Нуклеиновые кислоты». В её состав входят следующие основания принципа комплементарности: аденин (А), тимин (Т), цитозин (Ц), гуанин (Г). Между ними существует водородная связь, которая возникает только на определённых участках цепи.
Описание спирали
Воспроизведение молекулы ДНК основано на следующем — цепочку можно использовать в качестве матрицы для сборки новой молекулы. В результате деления происходит самопроизведение либо репликация. Сущность процесса заключается в получении каждой дочерней клеткой копии материнского ДНК. Главная роль соединения — передача наследственной информации.
Сама молекула состоит из следующих форм РНК:
Они, в отличие от ДНК, обладают следующими признаками: нет азотистого основания тимина, вместо него используется урацил. Отсутствует сахар, но есть рибоза. Определение структуры односпиральных белков зависит от набора и порядка расположения аминокислот в пептидных цепочках. Подобная информация зашифрована при помощи генетического кода (ГК).
Он представлен в виде единой системы записи наследственной информации. Подобная последовательность нуклеотидов в ДНК определяет цепочку аминокислот в белке. Структурная единица ГК представлена в виде кодирующего тринуклеотида. Пара кодов должна соответствовать последовательности аминокислот белка.
Так как существует 4 разных нуклеотида, суммарное количество кодов равняется 64. Информация о некоторых аминокислотах может удерживаться только в 61 аминокислоте. Остальные 3 стоп-кода указывают на остановку трансляции полипептидной цепи.
Свойства и катаболизм
В старших классах на биологии изучаются свойства ГК. Один код может образовать только одну аминокислоту. Чтобы записать мРНК, «запятые» не используются. При шифровке должно соблюдаться следующее условие — одна аминокислота кодируется различными кодами. Примеры других свойств молекул:
Чтобы разобраться, в чем заключается принцип комплементарности, необходимо рассмотреть некоторые процессы: всасывание и переваривание нуклеиновых кислот (НК), катаболизм (энергетический обмен). Учёные доказали, что организм способен переварить до 1 гр НК в сутки. Процесс переваривания осуществляется в тонком кишечнике. Предварительно НК под воздействием ферментов превращаются в мононуклеотиды.
В тонком кишечнике от веществ отщепляется фосфорная кислота. Образуются нуклеозиды. Некоторая часть распадается на углеводы и азотистые основания. Удерживать НК — задача печени. Процесс энергетического обмена, диссимиляции либо катаболизма заключается в распаде сложных компонентов на более простые. Наблюдается окисление любого вещества. Явление сопровождается освобождением энергии в виде молекулы АТФ с теплом.
В клетках обмен РНК протекает интенсивнее, чем обмен ДНК. На последнем этапе процесса НК расщепляются на следующие компоненты:
Пуриновые АС при катаболизме теряют аминогруппу, окисляясь, превращаясь в мочевую кислоту. Пиримидиновые АС подвергаются глубокому расщеплению до воды, углекислого газа и аммиака. Углеводы переходят в глюкозу. Фосфорная кислота не подвергается распаду. Она принимает участие в реакциях фосфорилирования и фосфолиза либо при избытке выделяется из организма с уриной.
Закон взаимодополнения
Термином «комплементарность» в биологии обозначают взаимное соответствие молекул биополимеров, которые обеспечивают связь между комплементарными (пространственно взаимодополняющими) частями молекул вследствие любых супрамолекулярных взаимодействий (водородных, гидрофобных). Правило комплементарности ДНК и РНК заключается в следующем — водородная связь и двойная спираль образуются только тогда, когда более крупное основание А в одной цепи имеет в качестве партнёра во второй цепи меньшее по параметрам пиримидиновое основание Т, а Г связан с Ц. Такой закон можно записать следующим образом:
Подобная закономерность часто отображается в виде таблицы. Соответствие А Т и Г Ц — правило комплементарности, а цепи — комплементарными. С учётом закона содержание А в ДНК всегда совпадает с количеством Т, а объём Г равен числу Ц. Две цепи ДНК могут отличаться химически, но они несут одну информацию, так как по правилу Уотсона и Крика следует, что одна цепочка задаёт другую.
Структура РНК считается менее упорядоченной, чем ДНК. Чаще это простая молекула, только некоторые вирусы состоят из двух цепей. Последняя структура считается более гибкой, чем ДНК. Определённые участки в молекуле РНК взаимно комплементарны, а при изгибании они спариваются. Таким способом образуются двухцепочечные структуры. Подобной характеристикой обладают транспортные РНК.
Функции и возобновление
Принцип комплементарности лежит в основе взаимодействия, удвоения либо репликации молекул ДНК. По нему образуется дочерняя цепочка. При последующем делении материнской клетки каждая дочерняя получает по 1 копии молекулы ДНК. Она идентична структуре матери. Процесс обеспечивает тонкую передачу генетической информации между поколениями.
От правильности репликации зависит точность соответствия комплементарных пар оснований. Другие характеристики явления:
Репликация протекает в несколько этапов. Предварительно расплетаются молекулы с помощью фермента хеликазы. Образуются матрицы, на которых будет осуществляться синтез новых линий. На следующем этапе происходит фиксация новых нуклеотидов по принципу комплементарности. Новые клетки расходятся, скручиваясь в спираль. За одну секунду происходит репликация 750 нуклеотидов.
Главная функция молекулы заключается в хранении и передаче следующему поколению наследственной информации, записанной в ней. За счёт принципа комплементарности репликация создаёт точную копию первичной молекулы. Таким способом образуются новые клетки, идентичные материнским.
Значение принципа
Взаимодополняемость считается важным процессом при формировании белков. Без него невозможен синтез дочерних клеток. Явление играет важную роль в делении молекул, так как каждый новый организм получает по одной одинаковой копии ДНК. За счёт комплементарности обеспечивается передача генетической информации от поколения к поколению.
Изучив принцип, можно понять механизм образования мутаций, способы их предупреждения. Из закона вытекает следующее следствие: репликация дезоксирибонуклеиновой кислоты — важное событие в делении клеток и синтезе белка. На основе принципа комплементарности работает практическая медицина ДНК-технологий.
Закон позволил подробно изучить механизм развития заболеваний, которые передаются наследственным путём, проанализировав их патогенез.
Области генетики и медицины, в которых успешно применяется закон:
Перспективы комплементарности
За счёт современного развития генетики и медицины взаимодополняемость получает широкое применение в разных исследованиях. Принцип способствовал установлению и внедрению в лечебную практику теории функционирования живого организма, его саморегуляцию, взаимоотношение функциональных систем.
Комплементарность позволяет применять некоторые методики лечения, направленные на устранение внутренних патологических процессов с использованием компенсаторных возможностей. Процесс изучения нуклеотидов предоставляет шанс внедрять в главные терапевтические методы самые последние достижения генной инженерии. Подобная возможность позволяет побороть тяжёлые наследственные патологии, обеспечив пациентам полноценную жизнь.
При проведении исследований учёные выявили некоторые интересные факты. В геноме существует более трёх миллиардов нуклеотидов, но только около одного процента участвует в кодировке белков. Всего у человека найдено свыше 20 000 генов, при этом каждый из них хранится в соответствующей клетке. Около 4/5 генома переписывается на РНК. В ДНК сосредоточено несколько дополнительных участков, которые контролируют кодировку и синтез белка.
Описание спирали
Воспроизведение молекулы ДНК основано на следующем — цепочку можно использовать в качестве матрицы для сборки новой молекулы. В результате деления происходит самопроизведение либо репликация. Сущность процесса заключается в получении каждой дочерней клеткой копии материнского ДНК. Главная роль соединения — передача наследственной информации.
Сама молекула состоит из следующих форм РНК:
Они, в отличие от ДНК, обладают следующими признаками: нет азотистого основания тимина, вместо него используется урацил. Отсутствует сахар, но есть рибоза. Определение структуры односпиральных белков зависит от набора и порядка расположения аминокислот в пептидных цепочках. Подобная информация зашифрована при помощи генетического кода (ГК).
Он представлен в виде единой системы записи наследственной информации. Подобная последовательность нуклеотидов в ДНК определяет цепочку аминокислот в белке. Структурная единица ГК представлена в виде кодирующего тринуклеотида. Пара кодов должна соответствовать последовательности аминокислот белка.
Так как существует 4 разных нуклеотида, суммарное количество кодов равняется 64. Информация о некоторых аминокислотах может удерживаться только в 61 аминокислоте. Остальные 3 стоп-кода указывают на остановку трансляции полипептидной цепи.
Свойства и катаболизм
В старших классах на биологии изучаются свойства ГК. Один код может образовать только одну аминокислоту. Чтобы записать мРНК, «запятые» не используются. При шифровке должно соблюдаться следующее условие — одна аминокислота кодируется различными кодами. Примеры других свойств молекул:
Чтобы разобраться, в чем заключается принцип комплементарности, необходимо рассмотреть некоторые процессы: всасывание и переваривание нуклеиновых кислот (НК), катаболизм (энергетический обмен). Учёные доказали, что организм способен переварить до 1 гр НК в сутки. Процесс переваривания осуществляется в тонком кишечнике. Предварительно НК под воздействием ферментов превращаются в мононуклеотиды.
В тонком кишечнике от веществ отщепляется фосфорная кислота. Образуются нуклеозиды. Некоторая часть распадается на углеводы и азотистые основания. Удерживать НК — задача печени. Процесс энергетического обмена, диссимиляции либо катаболизма заключается в распаде сложных компонентов на более простые. Наблюдается окисление любого вещества. Явление сопровождается освобождением энергии в виде молекулы АТФ с теплом.
В клетках обмен РНК протекает интенсивнее, чем обмен ДНК. На последнем этапе процесса НК расщепляются на следующие компоненты:
Пуриновые АС при катаболизме теряют аминогруппу, окисляясь, превращаясь в мочевую кислоту. Пиримидиновые АС подвергаются глубокому расщеплению до воды, углекислого газа и аммиака. Углеводы переходят в глюкозу. Фосфорная кислота не подвергается распаду. Она принимает участие в реакциях фосфорилирования и фосфолиза либо при избытке выделяется из организма с уриной.
Закон взаимодополнения
Термином «комплементарность» в биологии обозначают взаимное соответствие молекул биополимеров, которые обеспечивают связь между комплементарными (пространственно взаимодополняющими) частями молекул вследствие любых супрамолекулярных взаимодействий (водородных, гидрофобных). Правило комплементарности ДНК и РНК заключается в следующем — водородная связь и двойная спираль образуются только тогда, когда более крупное основание А в одной цепи имеет в качестве партнёра во второй цепи меньшее по параметрам пиримидиновое основание Т, а Г связан с Ц. Такой закон можно записать следующим образом:
Подобная закономерность часто отображается в виде таблицы. Соответствие А Т и Г Ц — правило комплементарности, а цепи — комплементарными. С учётом закона содержание А в ДНК всегда совпадает с количеством Т, а объём Г равен числу Ц. Две цепи ДНК могут отличаться химически, но они несут одну информацию, так как по правилу Уотсона и Крика следует, что одна цепочка задаёт другую.
Структура РНК считается менее упорядоченной, чем ДНК. Чаще это простая молекула, только некоторые вирусы состоят из двух цепей. Последняя структура считается более гибкой, чем ДНК. Определённые участки в молекуле РНК взаимно комплементарны, а при изгибании они спариваются. Таким способом образуются двухцепочечные структуры. Подобной характеристикой обладают транспортные РНК.
Функции и возобновление
Принцип комплементарности лежит в основе взаимодействия, удвоения либо репликации молекул ДНК. По нему образуется дочерняя цепочка. При последующем делении материнской клетки каждая дочерняя получает по 1 копии молекулы ДНК. Она идентична структуре матери. Процесс обеспечивает тонкую передачу генетической информации между поколениями.
От правильности репликации зависит точность соответствия комплементарных пар оснований. Другие характеристики явления:
Репликация протекает в несколько этапов. Предварительно расплетаются молекулы с помощью фермента хеликазы. Образуются матрицы, на которых будет осуществляться синтез новых линий. На следующем этапе происходит фиксация новых нуклеотидов по принципу комплементарности. Новые клетки расходятся, скручиваясь в спираль. За одну секунду происходит репликация 750 нуклеотидов.
Главная функция молекулы заключается в хранении и передаче следующему поколению наследственной информации, записанной в ней. За счёт принципа комплементарности репликация создаёт точную копию первичной молекулы. Таким способом образуются новые клетки, идентичные материнским.
Значение принципа
Взаимодополняемость считается важным процессом при формировании белков. Без него невозможен синтез дочерних клеток. Явление играет важную роль в делении молекул, так как каждый новый организм получает по одной одинаковой копии ДНК. За счёт комплементарности обеспечивается передача генетической информации от поколения к поколению.
Изучив принцип, можно понять механизм образования мутаций, способы их предупреждения. Из закона вытекает следующее следствие: репликация дезоксирибонуклеиновой кислоты — важное событие в делении клеток и синтезе белка. На основе принципа комплементарности работает практическая медицина ДНК-технологий.
Закон позволил подробно изучить механизм развития заболеваний, которые передаются наследственным путём, проанализировав их патогенез.
Области генетики и медицины, в которых успешно применяется закон:
Перспективы комплементарности
За счёт современного развития генетики и медицины взаимодополняемость получает широкое применение в разных исследованиях. Принцип способствовал установлению и внедрению в лечебную практику теории функционирования живого организма, его саморегуляцию, взаимоотношение функциональных систем.
Комплементарность позволяет применять некоторые методики лечения, направленные на устранение внутренних патологических процессов с использованием компенсаторных возможностей. Процесс изучения нуклеотидов предоставляет шанс внедрять в главные терапевтические методы самые последние достижения генной инженерии. Подобная возможность позволяет побороть тяжёлые наследственные патологии, обеспечив пациентам полноценную жизнь.
При проведении исследований учёные выявили некоторые интересные факты. В геноме существует более трёх миллиардов нуклеотидов, но только около одного процента участвует в кодировке белков. Всего у человека найдено свыше 20 000 генов, при этом каждый из них хранится в соответствующей клетке. Около 4/5 генома переписывается на РНК. В ДНК сосредоточено несколько дополнительных участков, которые контролируют кодировку и синтез белка.
Парадигма 21. ч. 11. природа феномена комплементар
Плешанов Александр Дмитриевич
Парадигма 21. Ч. 11. ПРИРОДА ФЕНОМЕНА КОМПЛЕМЕНТАРНОСТИ
Например, для последовательности натурального ряда это выглядит следующим образом:
В связи с тем, что в реальной Природе физические феномены «биквадратного закона взаимности» науке того времени не были известны, учёный мир не обратил особого внимания на этот закон Великого математика.
Впервые феномен «биквадратного закона взаимности» был обнаружен биологами и генетиками в живых организмах, в молекулах ДНК.
Суть его сводилась к тому, что каждое азотистое основание на одной из цепей двойной спирали молекулы ДНК, связывается с одним определённым основанием на второй цепи спирали.
С этого момента ««биквадратный закон взаимности» в науке стали называть «законом комплементарности».
Обобщив все результаты исследований в этой области, наука сформулировала следующее определение «комплементарности», (записано во всех энциклопедиях и справочниках):
В последнем случае рассматриваются анти-параллельно протекающие реакции, возможно связанные друг с другом так, что стадия, сопровождающаяся выделением энергии, сопряжена со стадией, для осуществления которой, необходимо потребление энергии (отражение одновременных процессов структурирования/аннигиляции материи в Мироздании, прим. А.П.).
Понятие «структурная комплементарность» наиболее распространено в биологии, генетике, биохимии и биоорганической химии».
Что касается понятия «структурной комплементарности» в биологических структурах с вторичными водородными связями, то это отражение триплетной «цветовай» спектральности.
Итак генетика, как и наука в целом, не знает природу (генезис) этого «комплементарного» феномена.
Расшифровка природы (генезиса) феномена комплементарности осуществляется исключительно на основе внутри-Природной информационной системы через три-А-дный и дихотомический (октаедрический) алгоритмы структурирования материи (русского алфавита и языка).
В ходе столкновений из 3-х мон-зарядов, путём «слипания» образуется первичная форма материи – ТРИПЛЕТ, т.н. АМЕР/МЕРА, в «зарядовой форме по закону Кулона («+/—/+» или «—/+/—»).
Нумеродолически:
[АМЕР]-1+14+6+18=39>3+9=12>1+2=3 (триплет).
А (3 моны)—Я (129 мон);3+129=132
Б (6 мон)—-Ю (126 мон);6+126=132
………………………………………….
Ю (126 мон)—-Б(6 мон);126+6=132
Я (129 мон)—-А(3 моны);129+3=132
Три-А-дный и дихотомический (октаедрический) алгоритмы Системы дают представление о «ВЕРТИКАЛЬНОЙ», ПРОДОЛЬНОЙ слоистой («этажно-каскадно-пошаговой») структуре вращающего диска любой вселенной.
Схема дихотомического структурирования (см. рис. Парадигма 21. Ч. 4. ДИХОТОМИЧЕСКОЕ СТРУКТУРИРОВАНИЕ) и расчёт вантованности МАССЫ (шт. структурообразующих элементов) октаедрических корпускул – контуров и НЕСУЩИХ ЧАСТОТ (см работу автора Блеф «фундаментализма» скорости света, PROZA.RU, страница Плешанов-6) наглядно показывает «ступенчатое» структурирование вселенных. При этом, каждый последующий октаедр ПОНИЖАЕТ свою несущую («вертикальную») частоту колебаний на порядок (в 10 раз), и «АНТИ ПАРАЛЛЕЛЬНО» УВЕЛИЧИВАЕТ свою массу в 7-мь раз.
Во внутри-Природной информационной системе принято, что диапазон несущих частот в области дихотомического структурирования вселенных составляет от 10 в 1-й степени до 10 в 33-й степени Гц. С учётом три-А-дной области структурирования, общее число несущих частот, вероятно, достигает 66 (33+33), т.е. до 10 в 66-й степени Гц.
В науке нет «вертикальной» структуры нашей Вселенной. Доступный инструментарий астрономов показывает несущую частоту 10 в 21-й степени (частоту т.н. «квазаров» или «магнетаров») Однако, как такая частота формируется, науке также НЕ ИЗВЕСТНО.
В «вертикальной» структуре Вселенной на каждом несущем уровне СУММА ПОКАЗАТЕЛЕЙ СТЕПЕНЕЙ характеристик количества (шт.) массы и несущей частоты по основаниям «10» и «7» равна «34».
Число «34» один из кодов русского алфавита из 33-х букв. Буква «А» (№1) + буква «Я» (№33)=«34».
«Вертикальная» комплементарность последовательности является частотно-спектральной и подчиняется закону спектра (половина суммы смежных величин – constans). Эта последовательность имеет «ЛИНЕЙНЫЙ» характер.
Внутри-Природная информационная система раскрыла также КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ СВЯЗИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ДВУХ СПЕКТРОВ – ЛУЧЕВОГО и ТЕПЛОВОГО внутри единого спектра солнечной пульсации (Исаака Ньютона). Учёным это пока не известно (из-за отсутствия точных показателей спектральной фрактальности).
Солнечный спектр излучений (как каждый другой, на другой несущей частоте) проявляет два вида энергии – условно называемых лучевой и тепловой с наличием жёстких закономерностей и соотношений характеристик, а также максимумов на противоположных концах спектра. Следовательно, анти-параллельный характер характеристик этих двух излучений давно известен.
В основе каждого вида движения всегда имеется доминирующий фактор.
В случае тепловой энергии, фактором, определяющим её характеристики, является СКОРОСТЬ продольного движения и ДЛИНА ПРБЕГА частиц, как внутри корпускулы, так и за её пределами (раскрыто Николой Тесла в своих лекциях). С ростом ДЛИНЫ пробега увеличивается КИНЕТИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ частиц внутри капсулы и при ударе их о внутреннюю стенку, растёт температура контура. Это происходит за счёт вылета из ЭЛЕМЕНТОВ КОНТУРА более мелких т.н. «БЫСТРЫХ ЧАСТИЦ». С ростом температуры (силы удара) количество быстрых частиц растёт (зависимость выведена Джеймсом Максвеллом в 1859 г., также подтверждено опытами Игоря Тамма – лауреата Нобелевской премии).
Проявление линейной комплементарной спектральности на уровне живых организмов множество – черви, гусеницы, каракатицы, змеи и т.д. В тонком (плазмоидном) мире – их ещё больше и они могут быть опасны, как для живых организмов, так и технических устройств, в частности, летательных аппаратов.
Цепи (последовательности) «нечётных» спектральных линейных элементов, проявляют способность к искривлению и сворачиванию.
Эта «V» является ПЕРВИЧНОЙ ЛИНЕЙНОЙ ФОРМАЦИЕЙ ДВОЙНОЙ СПИРАЛИ ДНК.
Физическая суть «структурной комплементарности), характерной для биологических структур, отражаемая русским алфавитом (см. табл.), представляет собой постоянную сумму массы (шт. мон) пары смежных (по «горизонтали») элементов «V»-образной структуры, а также постоянную сумму частотных (спектральных, Гц) характеристик.
Например:
Буква, «А» 3 шт. мон (1 триплет). + буква «Я» 129 шт. (43 триплета) = 132 шт. элементов (44 триплета, см. табл9).
Буква «О» 63 шт. мон (21 триплет) + буква «Р» 69 шт. (23 триплета) = 132 шт. (44 триплета).
По «вертикали», каждая из 2-х цепей схемы (см. табл.) состоит из 21-го элемента, пара цепей – из 42 (21+21) комплементарных элементов, т.е. отвечает алгоритму Семантической матрицы 42 (21+21), в которой тороидальные уровни (промежутки) три-А-дного алгоритма заполнены переходными (изомерными) образованиями.
Таблица показывает также комплементарность числа углов в написании символов букв, с выделением 4-х сегментов и зон.
Сисло сегментов (4) в частности, проецируют существование 4-х азотистых оснований и 4-х вариантов кодонов аминокислот. Зоны сегментов с комплементарностью, отражаемой цифрой «8» и «9» могут отражать изомеры структур зон «7» и «6» (т.е. изомеров А-пуринов и Т-пиримидинов).
Таким образом, общая космическая частотно-кватовая структура (как «по вертикали», так и по «горизонтали») проецируется на генетическом уровне живых организмов, включая человека.
Молекула ДНК в своей пространственной структуре наглядно демонстрирует физическую суть феномена комплементарности и анти-параллельности.
Коиплементарность и анти-параллельность – это очень интересные феномены в Природе, которые хранят ещё многие тайны и предоставляют широкое поле деятельности для исследователей.
В частности, они отражаются в т.н. «БИЛИНГВИЗМЕ РУССКОГО и АРАБСКОГО ЯЗЫКОВ» (см. работы Николая Вашкевича, в.т.ч. в Интернете). Для русских исследователей бегущая строка бежит «справа на лево», но пишем анти-параллельно – «слева на право», для арабов –всё наоборот.
Отсюда, НАРОК / КОРАН.
Древние мудрецы (жрецы, волхвы) знали эти особенности языковых систем и использовании их для кодировки своих текстов, включая т.н. анти-параллельный «зеркальный» принцип (например, у Леонардо да Винчи).
Расшифровка генезиса комплементарности и анти-параллельности через внутри-Природную информационную систему, несомненно обогатит инструментарий естествознания в рамках Парадигмы 21–го века.
Конечно, новые знания вступают в силу, как говорил Макс Планк, реально только в результате смены поколений учёных (через 25 – 50 лет). Но чтобы это произошло, новые знания должны постепенно проникать в общество людей, чему способствует и Интернет. В этих условиях, следующие поколения новые знания будут воспринимать, как само собой разумеющиеся.
Конец одиннадцатой части
Продолжение следует