Kierre on muoto, joka muodostuu sileästä käyrästä. Tämän muodon visualisoimiseksi voidaan kuvitella nauha, joka on kierretty tikun ympärille, tai kierrejohto puhelimen luurin ja sen pohjan välillä. Kierreportaat on toinen käytännön esimerkki.
Biologiassa suuria molekyylejä ei ole olemassa vain pitkinä suorina ketjuina; sen sijaan ne kiertyvät ja taittuvat hyvin monimutkaisiin muotoihin. Molekyylin muodolla on ratkaiseva rooli molekyylin ominaisuuksien ja toiminnan määrittämisessä. Kierre on yksi tällainen kolmiulotteinen muoto, jonka muodostavat suuret molekyylit, ja sillä on tärkeä rooli biologiassa.
Heliksit voivat olla joko oikeakätisiä tai vasenkätisiä riippuen käyrän käännöksestä keskiakselin ympäri. Suunta voidaan määrittää katsomalla lomaketta sen pituudelta. Jos liike poispäin tarkkailijasta on myötäpäivään, rakenne on oikeakätinen. Jos liike on vastapäivään, se on vasenkätinen. Käteisyyttä tai kiraalisuutta ei voi muuttaa katsomalla sitä eri näkökulmasta, vaan se on muodon luontainen ominaisuus.
Vuonna 1951 Linus Pauling ja Robert B. Corey Kalifornian teknologiainstituutista osoittivat, että keratiiniproteiinin tarkka käämitys antoi vetysidosten muodostua ja vakauttaa rakenteen. He löysivät alfa-heliksin, joka on oikeakätinen muoto. He päättivät, että kierukkarakenne auttaa ylläpitämään molekyylin muodon ja antaa sille paljon enemmän vakautta kuin sen purkamisen jälkeen.
Proteiinit koostuvat aminohappoketjuista, joita kutsutaan polypeptideiksi. Proteiinien sisällä jokainen alfa -kierukan kierros vie noin 3.6 aminohappoa ketjusta. Kierteinen muoto säilyy vety sidoksilla, jotka muodostavat yhden aminohapon aminoryhmän ja sen ulkopuolella olevan kolmannen aminohapon hapen välille.
Kuituproteiinit, mukaan lukien keratiini, osoittavat kierteisen kuvion alkeellisimmillaan. On myös monimutkaisia proteiineja, joissa on kierteisiä järjestelyjä, mukaan lukien kollageeni, joka on kolminkertainen kierre. Kollageeni koostuu kolmesta polypeptidiketjusta, joista jokainen on oikeakätinen ja jotka on haavattu toistensa ympärille.
Deoksiribonukleiinihappo (DNA) ja ribonukleiinihappo (RNA) ovat kaksi muuta esimerkkiä molekyyleistä, joilla on alfa -kierteinen rakenne. RNA koostuu yleensä yhdestä nukleotidisäikeestä, joka on kääritty alfa -kierukkaan, kun taas DNA koostuu kahdesta juosteesta. On hyvin harvinaista, että DNA: ta esiintyy yhdessä ketjussa; sen sijaan kaksi identtistä, vastakkaisiin suuntiin suuntautunutta ketjua on järjestetty vierekkäin. Näiden kahden typpipitoiset emäkset kytkeytyvät toisiinsa vetysidoksen kautta muodostaen siltoja, kuten tikkaat. Tämä tekee DNA: sta erittäin vakaan, mikä on erittäin tärkeää molekyyliin tallennetun geneettisen materiaalin suojaamiseksi.