Tamamlayıcılık (moleküler biyoloji)

Moleküler biyoloji ve biyokimyada tamamlayıcılık veya komplementerlik, iki molekülün birbiriyle temas ettikleri yüzeylerindeki şekillerin uyumu sayesinde birbirlerine sıkı bir şekilde bağlanarak bir bütün oluşturma özellikleridir. Tamamlayıcılık, nükleik asitler ve birbirine bağlanan protein-ligand ikilileri için kullanılır. Tamamlayıcılık ayrıca, birbirini tamamlayan nükleik asitlerin dizileri için de kullanılır.

Nükleik asitler

Moleküler biyolojide tamamlayıcılık DNA ve RNA gibi çift iplikli olabilen nükleik asitlerin, ayrıca DNA:RNA ikililerinin bir özelliğidir. Bu iki iplik birbiri ile baz çifti oluşturabilirse bunların tamamlayıcı olduğu söylenir. İplikleri bir arada tutan baz çiftlerinin her biri iki veya üç hidrojen bağı ile birbirlerine bağlıdır.

DNA ve RNA'da bulunan bazların her birinin tek bir tamamlayıcısı olduğu için bir iplikten yararlanarak onun tamamlayıcı ipliğini inşa etmek mümkündür. DNA ikileşmesi için bu esastır.

Ters transkriptaz enzimi kullanılarak RNA molekülünden tamamlayıcı DNA sentezlenebilir.

Nükleik asit dizileri

Kimyasal anlamda tamamlayıcılığın yanı sıra, bu ipliklerin baz dizilerinin de tamamlayıcı olduğu söylenebilir. Örneğin,

A G T C A T G

dizisinin tamamlayıcısı:

T C A G T A C

Nükleotitlerin birbirine bağlanması yönlüdür, yani bir dizi ile onun tersten okunuşu kimyasal olarak aynı değildir. İki iplikli bir nükleik asitte bir iplik öbürünün tersi yönünde akar. Bu yüzden dizilerin tamamlarken tersini de almak gerekir. Yukarıda verilen örneğin yazılış yönü göz önüne alınırsa,

5'-A G T C A T G-3'

dizisinin ters tamamlayıcısı

5'-C A T G A C T-3'

olarak yazılır.

Protein-ligand bağlanması

Bir antikor bir antijene bağlandığında, antijenin bağlanma yüzeyi antikorunkini tamamlayıcı bir şekle sahiptir. Yani, bir taraftaki çıkıntılar öbür taraftaki girintilere oturarak geniş bir temas yüzeyi oluşturur. Hidrofobik ve van der Waals bağları kısa mesafeler üzerinden etki ederek tamamlayıcı şekilli iki yüzeyi birbirine bağlar. Ayrıca, yüklü gruplar arasındaki elektrostatik etkileşimler ve hidrojen bağları da bu bağlanmayı güçlendirirler. Antikorun antijene bağlanma bölgelerine "tamamlayıcılık belirleme bölgeleri" (İng., Complementarity Determining Regions) denir.

Enzimlerin substratlarının tanımasında da şekil tamamlayıcılığı rol oynar. Pek çok substrat atomu ile pek çok enzim atomu ile temas ettiği zaman Van der Waals göçlerinin bağlanmaya önemli bir katkısı olur. Ancak enzimlerin yapısı esnektir, bazı enzimlerin aktif merkezinin şeklindeki tamamlayıcılık, substrat ile değil, onun geçiş halindeki şekli iledir.

Ayrıca bakınız