Περιεχόμενο
Η δέσμευση υδρογόνου είναι σημαντική σε πολλές χημικές διεργασίες. Η δέσμευση υδρογόνου είναι υπεύθυνη για τις μοναδικές δυνατότητες των διαλυτών στα ύδατα. Οι δεσμοί υδρογόνου διατηρούν συμπληρωματικούς κλώνους DNA μαζί και είναι υπεύθυνοι για τον προσδιορισμό της τρισδιάστατης δομής διπλωμένων πρωτεϊνών, συμπεριλαμβανομένων των ενζύμων και των αντισωμάτων.
Παράδειγμα: Νερό
Ένας απλός τρόπος για να εξηγήσουμε τους δεσμούς υδρογόνου είναι με το νερό. Το μόριο του νερού αποτελείται από δύο υδρογόνα ομοιοπολικά δεσμευμένα σε οξυγόνο. Δεδομένου ότι το οξυγόνο είναι περισσότερο ηλεκτροαρνητικό από το υδρογόνο, το οξυγόνο τραβά τα κοινά ηλεκτρόνια πιο στενά στον εαυτό του. Αυτό δίνει στο άτομο οξυγόνου ένα ελαφρώς πιο αρνητικό φορτίο από οποιοδήποτε από τα άτομα υδρογόνου. Αυτή η ανισορροπία ονομάζεται δίπολο, προκαλώντας το μόριο του νερού να έχει μια θετική και αρνητική πλευρά, σχεδόν σαν ένα μικροσκοπικό μαγνήτη. Τα μόρια του νερού ευθυγραμμίζονται έτσι ώστε το υδρογόνο σε ένα μόριο να αντιμετωπίσει το οξυγόνο σε ένα άλλο μόριο. Αυτό δίνει στο νερό μεγαλύτερο ιξώδες και επίσης επιτρέπει στο νερό να διαλύσει άλλα μόρια που έχουν είτε ελαφρώς θετικό είτε αρνητικό φορτίο.
Πρωτεΐνη πτυσσόμενη
Η πρωτεϊνική δομή προσδιορίζεται εν μέρει με δεσμούς υδρογόνου. Οι δεσμοί υδρογόνου μπορούν να εμφανιστούν μεταξύ ενός υδρογόνου σε μια αμίνη και ενός ηλεκτροαρνητικού στοιχείου, όπως το οξυγόνο σε ένα άλλο υπόλειμμα. Καθώς μια πρωτεΐνη διπλώνει στη θέση της, μια σειρά δεσμών υδρογόνου "φερμουάρ" το μόριο μαζί, κρατώντας το σε μια συγκεκριμένη τρισδιάστατη μορφή που δίνει στην πρωτεΐνη τη συγκεκριμένη λειτουργία της.
DNA
Οι δεσμοί υδρογόνου διατηρούν συμπληρωματικά σκέλη DNA μαζί. Τα νουκλεοτίδια ζευγαρώνουν με ακρίβεια τη θέση των διαθέσιμων δοτών δεσμού υδρογόνου (διαθέσιμα, ελαφρώς θετικά υδρογόνα) και δεκτών δεσμών υδρογόνου (ηλεκτροαρνητικά οξυγόνα). Η νουκλεοτιδική θυμίνη έχει μία θέση δότη και μία θέση δέκτη που ζευγνύει τέλεια με την συμπληρωματική θέση δέκτη και δότη των νουκλεοτιδικών αδενινών. Η κυτοσίνη ζευγνύει τέλεια με γουανίνη μέσω τριών δεσμών υδρογόνου.
Αντισώματα
Τα αντισώματα είναι πτυχωμένες πρωτεϊνικές δομές που στοχεύουν με ακρίβεια και εφαρμόζουν ένα συγκεκριμένο αντιγόνο. Μόλις το αντίσωμα παράγεται και φθάσει στο τρισδιάστατο σχήμα του (βοηθούμενο με δεσμό υδρογόνου), το αντίσωμα θα συμμορφώνεται όπως ένα κλειδί σε μια κλειδαριά με το συγκεκριμένο αντιγόνο του. Το αντίσωμα θα κλειδωθεί πάνω στο αντιγόνο μέσω μιας σειράς αλληλεπιδράσεων που περιλαμβάνουν δεσμούς υδρογόνου. Το ανθρώπινο σώμα έχει την ικανότητα να παράγει πάνω από δέκα δισεκατομμύρια διαφορετικούς τύπους αντισωμάτων σε μια αντίδραση ανοσίας.
Χηλίωση
Ενώ μεμονωμένοι δεσμοί υδρογόνου δεν είναι πολύ ισχυροί, μια σειρά δεσμών υδρογόνου είναι πολύ ασφαλής. Όταν ένα μόριο δεσμεύεται με υδρογόνο μέσω δύο ή περισσοτέρων θέσεων με ένα άλλο μόριο, σχηματίζεται δομή δακτυλίου γνωστή ως χηλικό. Οι χηλικές ενώσεις είναι χρήσιμες για την αφαίρεση ή κινητοποίηση μορίων και ατόμων όπως είναι τα μέταλλα.