Komplementaritet (inom kemi , molekylärbiologi och genetik ) är den ömsesidiga överensstämmelsen mellan biopolymermolekyler eller deras fragment, vilket säkerställer bildandet av bindningar mellan rumsligt komplementära (komplementära) fragment av molekyler eller deras strukturella fragment på grund av supramolekylära interaktioner (bildning av vätebindningar, hydrofoba interaktioner, elektrostatiska interaktioner av laddade funktionella grupper etc.).
Interaktionen mellan komplementära fragment eller biopolymerer åtföljs inte av bildandet av en kovalent kemisk bindning mellan komplementära fragment, men på grund av den rumsliga ömsesidiga överensstämmelsen mellan komplementära fragment leder det till bildandet av många relativt svaga bindningar (väte och van der Waals). ) med en tillräckligt stor total energi, vilket leder till att stabila molekylära komplex bildas.
Mekanismen för den katalytiska aktiviteten hos enzymer bestäms av enzymets komplementaritet och övergångstillståndet eller mellanprodukten av den katalyserade reaktionen, i vilket fall reversibel bildning av en kemisk bindning kan inträffa.
När det gäller nukleinsyror - både oligo- och polynukleotider, kan nukleotidernas kvävebaser , på grund av bildandet av vätebindningar , bilda parade komplex adenin - tymin (eller uracil i RNA ) och guanin - cytosin under interaktionen mellan nukleinsyrakedjor . Sådan interaktion spelar en nyckelroll i ett antal grundläggande processer för lagring och överföring av genetisk information: DNA-replikation , som säkerställer överföring av genetisk information under celldelning, transkription av DNA till RNA under syntesen av proteiner som kodas av DNA från en gen , lagring av genetisk information i dubbelsträngat DNA och DNA-reparationsprocesser under dess skada.
Principen om komplementaritet används vid DNA-syntes. Detta är en strikt överensstämmelse med kopplingen av kvävehaltiga baser anslutna med vätebindningar, där: A-T ( Adenin är kopplat till tymin ) G-C ( Guanin är kopplat till Cytosin )
Komplementär enzym-substratbindning är en nyckelfaktor i mekanismen för enzymatisk aktivitet och kan, i motsats till de situationer som beskrivs ovan med bildning av kemiskt obundna komplex, leda till initiering av en kemisk reaktion - i fallet med enzym -substratbindning , komplementariteten är relativt låg, men med hög komplementaritet leder den till ett övergångstillståndssubstrat, stabilisering av detta tillstånd inträffar, vilket leder till effekten av enzymernas katalytiska aktivitet: sådan stabilisering av övergångstillståndet är ekvivalent med en minskning av aktiveringsenergin och följaktligen en kraftig ökning av reaktionshastigheten.