المحتوى
- تشكيل جسر الهيدروجين
- خواص روابط الهيدروجين
- الأهمية البيولوجية لتكوين رابطة الهيدروجين
- تشكيل جسر الهيدروجين في الماء
- تكوين جسور الهيدروجين في البروتينات
تتشكل رابطة هيدروجينية عند سحب الجانب الإيجابي لجزيء ما إلى الطرف السلبي لآخر. هذا المفهوم مشابه لمفهوم الجذب المغناطيسي الذي تجتذب فيه الأقطاب المتعارضة. يحتوي الهيدروجين على بروتون وإلكترون. هذا يجعل الهيدروجين ذرة موجبة كهربائيا بسبب نقص الإلكترون. إنها تسعى إلى إضافة إلكترون واحد إلى طبقة الطاقة الخاصة بها لتحقيق الاستقرار.
تشكيل جسر الهيدروجين
هناك فترتان مهمتان لفهم كيفية تكوين جسر الهيدروجين: الكهربية والكهربائية. إن الكهربية هي مقياس لميل الذرة إلى جذب الإلكترونات لنفسها لتشكيل رابطة. ثنائي القطب هو فصل الشحنات الموجبة والسالبة إلى جزيء. التفاعل ثنائي القطب ثنائي القطب هو قوة جذابة بين الجانب الإيجابي لجزيء قطبي وجانب سلبي لآخر.
ينجذب الهيدروجين بشكل شائع إلى العناصر الأكثر إلكترونيا ، مثل الفلور والكربون والنيتروجين والأكسجين. يتشكل ثنائي القطب في جزيء عندما يحتفظ الهيدروجين بالجانب الأكثر إيجابية من الشحنة بينما يتم سحب الإلكترون من خلال عنصر أكثر الكترونيًا ، حيث تصبح الشحنة سالبة أكثر تركيزًا.
خواص روابط الهيدروجين
جسور الهيدروجين أضعف من الروابط التساهمية أو الأيونية لأنها تتشكل وتتكسر بسهولة تحت الظروف البيولوجية. لا تشكل الجزيئات التي لها روابط تساهمية قطبية روابط هيدروجينية. لكن أي مركب له روابط تساهمية قطبية يمكن أن يشكل الجسور.
الأهمية البيولوجية لتكوين رابطة الهيدروجين
يعتبر تكوين روابط الهيدروجين أمرًا مهمًا في النظم البيولوجية لأنها تستقر وتحدد بنية وشكل الجزيئات الكبيرة مثل الحمض النووي والبروتينات. يحدث هذا النوع من الارتباط في الهياكل البيولوجية ، مثل الحمض النووي والحمض النووي الريبي. هذا الارتباط مهم للغاية في الماء لأنه القوة الموجودة بين جزيئات الماء التي تجمعهم.
تشكيل جسر الهيدروجين في الماء
يوفر تكوين رابطة الهيدروجين بين جزيئات الماء كقوة سائلة وكذلك صلبة قوة جذابة لعقد الكتلة الجزيئية. الجسور بين الجزيئات مسؤولة عن نقطة انصهار الماء العالية لأنها تزيد من كمية الطاقة اللازمة لكسر الروابط قبل أن يبدأ الغليان. تجبر رابطة الهيدروجين جزيئات الماء على تكوين بلورات عندما تتجمد. نظرًا لأن الجوانب الإيجابية والسلبية لجزيئات الماء يجب أن تكون موجهة في ترتيب يسمح للجوانب الإيجابية لجذب السلبيات من الجزيء ، فإن الشبكة البلورية للهيكل الجليدي ليس لها شكل مختلط وضيق ، مما يسمح للجليد بالتعويم في الماء.
تكوين جسور الهيدروجين في البروتينات
إن بنية البروتينات ثلاثية الأبعاد مهمة جدًا في التفاعلات البيولوجية ، مثل تلك التي تتضمن إنزيمات يجب أن يتناسب شكل البروتينات فيها مع فتحات في الإنزيمات ، مثل نظام المفتاح والقفل. تسمح جسور الهيدروجين للبروتينات بالانحناء والانعطافة والتوافق مع مجموعة متنوعة من الأشكال الضرورية التي تحدد النشاط البيولوجي للبروتين. هذا مهم للغاية في الحمض النووي لأن تكوين الجسور يسمح للجزيء بالقيام بتكوين الحلزون المزدوج.