Tartalom
- Hidrogénkötés kialakulása
- A hidrogénkötések tulajdonságai
- A hidrogénkötés kialakulásának biológiai jelentősége
- Hidrogénkötés képződése vízben
- Hidrogénkötés képződése a fehérjékben
Hidrogénkötés akkor képződik, amikor az egyik molekula pozitív vége egy másik negatív végéhez vonzódik. A koncepció hasonló a mágneses vonzáshoz, ahol az ellenkező pólusok vonzódnak. A hidrogénnek egy protonja és egy elektronja van. Ez a hidrogént elektromosan pozitív atommá teszi, mivel elektronhiánya van. Arra törekszik, hogy újabb elektronot adjon az energiahéjához annak stabilizálása érdekében.
Hidrogénkötés kialakulása
Két szempont fontos a hidrogénkötés kialakulásának megértésében: az elektronegativitás és a dipol. Az elektronegativitás az atom hajlama arra, hogy vonzza az elektronokat magához, és így kötést képezzen. A dipól a molekula pozitív és negatív töltéseinek elválasztása. A dipól-dipól kölcsönhatás vonzó erő egy poláris molekula pozitív vége és egy másik poláris molekula negatív vége között.
A hidrogént leggyakrabban több elektronegatív elem vonzza, mint maga, például a fluor, a szén, a nitrogén vagy az oxigén. A molekulában dipól képződik, amikor a hidrogén megtartja a töltés pozitívabb végét, miközben elektronja az elektronegatív elem felé húzódik, ahol a negatív töltés koncentráltabb lesz.
A hidrogénkötések tulajdonságai
A hidrogénkötések gyengébbek, mint a kovalens vagy ionos kötések, mivel biológiai körülmények között könnyen képesek és megszakadnak. A nem poláris kovalens kötéssel rendelkező molekulák nem képeznek hidrogénkötéseket. De bármely vegyület, amely poláris kovalens kötést tartalmaz, hidrogénkötést képezhet.
A hidrogénkötés kialakulásának biológiai jelentősége
A hidrogénkötések kialakulása fontos a biológiai rendszerekben, mivel a kötések stabilizálják és meghatározzák a nagy makromolekulák, például a nukleinsavak és fehérjék szerkezetét és alakját. Az ilyen típusú kötés biológiai struktúrákban fordul elő, mint például a DNS és az RNS. Ez a kötés nagyon fontos a vízben, mert ez az erő jelenik meg a vízmolekulák között, hogy együtt tartsák őket.
Hidrogénkötés képződése vízben
Folyékony és szilárd jégként egyaránt, a hidrogénkötés képződése a vízmolekulák között vonzó erőt biztosít a molekulatömeg együttes megtartásához. Az intermolekuláris hidrogénkötés felelős a víz magas forráspontjáért, mert növeli az energiamennyiséget, amely ahhoz szükséges, hogy a kötés megszakadjon, mielőtt a forrás megkezdődhet. A hidrogénkötés arra készteti a vízmolekulákat, hogy kristályokat képezzenek, amikor fagynak. Mivel a vízmolekulák pozitív és negatív végeinek olyan elrendezésben kell elhelyezkedniük, amely lehetővé teszi a pozitív végek számára, hogy vonzzák a molekulák negatív végeit, a jégkristály rácsa vagy kerete nem olyan szorosan háló, mint a folyékony forma, és lehetővé teszi jég úszni a vízben.
Hidrogénkötés képződése a fehérjékben
A fehérjék háromdimenziós szerkezete nagyon fontos az olyan biológiai reakciókban, mint például az enzimeket érintő reakciókban, ahol egy vagy több fehérje alakjának sokkal inkább illeszkednie kell az enzimek nyílásaiba, mint záró és kulcs mechanizmushoz. A hidrogénkötés lehetővé teszi ezeknek a fehérjéknek a hajlítását, behajtását és szükség szerint különféle alakba illesztését, ami meghatározza a fehérje biológiai aktivitását. Ez nagyon fontos a DNS-ben, mivel a hidrogénkötések kialakulása lehetővé teszi a molekula számára, hogy kettős hélix képződését feltételezze.