Tartalom
- A hidrogénhíd kialakulása
- A hidrogénkötések tulajdonságai
- A hidrogénkötés kialakulásának biológiai jelentősége
- Hidrogénhíd képződése vízben
- Hidrogénhidak kialakulása a fehérjékben
A hidrogénkötés akkor keletkezik, amikor az egyik molekula pozitív oldala egy másik negatív végéhez kerül. A koncepció hasonló a mágneses vonzalomhoz, amelyben az ellentétes pólusok vonzódnak. A hidrogénnek protonja és elektronja van. Ez az elektronhiány miatt elektromosan pozitív atomot képez. Arra törekszik, hogy még egy elektront hozzon az energiarétegéhez, hogy stabilizálódjon.
A hidrogénhíd kialakulása
Két fogalom fontos, hogy megértsük, hogyan képződik a hidrogénhíd: elektronegativitás és dipol. Az elektronegativitás az atom azon tendenciájának mértéke, hogy az elektronokat magához vonja, hogy kötést hozzon létre. A dipol a pozitív és a negatív töltések molekulába való szétválasztása. A dipol-dipol kölcsönhatás vonzó erő az egyik poláris molekula pozitív oldala és a másik negatív oldala között.
A hidrogént leggyakrabban a több elektronegatív elem, például a fluor, a szén, a nitrogén és az oxigén vonzza. A molekulában egy dipol képződik, amikor a hidrogén megtartja a töltés pozitívabb oldalát, míg az elektronot az elektronegatívabb elem húzza, ahol a negatív töltés koncentrálódik.
A hidrogénkötések tulajdonságai
A hidrogénhidak gyengébbek, mint a kovalens vagy ionos kötések, mert biológiai körülmények között könnyen képződnek és törnek. Az apoláris kovalens kötéssel rendelkező molekulák nem képeznek hidrogénkötéseket. De minden olyan poláris kovalens kötéssel rendelkező vegyület képezheti a hidakat.
A hidrogénkötés kialakulásának biológiai jelentősége
A hidrogénkötések kialakulása fontos a biológiai rendszerekben, mivel stabilizálják és meghatározzák a nagy makromolekulák, például a nukleinsav és a fehérjék szerkezetét és alakját. Ez a fajta kötés biológiai struktúrákban, például DNS-ben és RNS-ben jelentkezik. Ez a kötés nagyon fontos a vízben, mert az az erő, amely a vízmolekulák között van, amely együtt tartja őket.
Hidrogénhíd képződése vízben
A vízmolekulák közötti hidrogénkötés kialakulása mind folyadékként, mind szilárd formában a molekulatömeg megtartására szolgáló vonzó erőt biztosít. Az intermolekuláris hidak felelősek a víz magas olvadáspontjáért, mert növelik a kötés megszakításához szükséges energiamennyiséget, mielőtt a forrás megkezdődhet. A hidrogénkötés arra kényszeríti a vízmolekulákat, hogy fagyás közben kristályokat képezzenek. Mivel a vízmolekulák pozitív és negatív oldalát olyan elrendezésben kell elhelyezni, amely lehetővé teszi a pozitív oldalak vonzását a molekula negatívjainak, a jégszerkezet kristályos rácsa nem olyan kevert és szűk alakú, amely lehetővé teszi a jég úszását a vízben.
Hidrogénhidak kialakulása a fehérjékben
A fehérjék háromdimenziós szerkezete nagyon fontos a biológiai reakciókban, mint amilyenek olyan enzimek, amelyekben egy vagy több fehérje formájának be kell illeszkednie az enzimek nyílásaiba, például kulcs- és zárrendszerbe. A hidrogénhidak lehetővé teszik, hogy a fehérjék hajlítsanak, forduljanak és illeszkedjenek a szükséges formákba, amelyek meghatározzák a fehérje biológiai aktivitását. Ez nagyon fontos a DNS-ben, mert a hidak kialakulása lehetővé teszi a molekulának a kettős hélix képződését.