Vsebina
- Tvorba vodikove vezi
- Lastnosti vodikovih vezi
- Biološki pomen tvorbe vodikovih vezi
- Tvorba vodikove vezi v vodi
- Tvorba vodikove vezi v beljakovinah
Vodikova vez nastane, ko je pozitiven konec ene molekule privlačen na negativni konec druge. Koncept je podoben magnetni privlačnosti, kjer se privlačijo nasprotni pola. Vodik ima en proton in en elektron. Zaradi tega je vodik električno pozitiven atom, ker ima pomanjkanje elektronov. V svojo energijsko lupino poskuša dodati še en elektron, da jo stabilizira.
Tvorba vodikove vezi
Za razumevanje načina tvorjenja vodikove vezi sta pomembna dva izraza: elektronegativnost in dipol. Elektronegativnost je merilo težnje atoma, da v sebe privlači elektrone, da tvorijo vez. Dipol je ločitev pozitivnih in negativnih nabojev v molekuli. Interakcija dipol-dipol je privlačna sila med pozitivnim koncem ene polarne molekule in negativnim koncem druge polarne molekule.
Vodik najpogosteje privlači več elektronegativnih elementov kot sam, na primer fluor, ogljik, dušik ali kisik. Dipol se tvori v molekuli, ko vodik zadrži bolj pozitiven konec naboja, medtem ko se njegov elektron usmeri proti elektronegativnemu elementu, kjer bo negativni naboj bolj koncentriran.
Lastnosti vodikovih vezi
Vodikove vezi so šibkejše kot kovalentne ali ionske vezi, ker se zlahka tvorijo in razbijejo v bioloških pogojih. Molekule, ki imajo nepolarne kovalentne vezi, ne tvorijo vodikovih vezi. Toda vsaka spojina, ki ima polarne kovalentne vezi, lahko tvori vodikovo vez.
Biološki pomen tvorbe vodikovih vezi
Nastanek vodikovih vezi je pomemben v bioloških sistemih, saj vezi stabilizirajo in določajo strukturo in obliko velikih makromolekul, kot so nukleinske kisline in proteini. Ta vrsta vezanja se pojavlja v bioloških strukturah, kot sta DNK in RNK. Ta vez je v vodi zelo pomembna, saj je to sila med molekulami vode, da jih držijo skupaj.
Tvorba vodikove vezi v vodi
Tako kot tekoč in kot trden led tvorba vodikove vezi med molekulami vode zagotavlja privlačno silo, da drži molekularno maso skupaj. Medmolekulsko vodikovo vezanje je odgovorno za visoko vrelišče vode, ker poveča količino energije, potrebne za pretrganje vezi, preden se začne vreti. Vodikovo vezanje prisili molekule vode, da ob zamrzovanju tvorijo kristale. Ker se morajo pozitivni in negativni konci vodnih molekul usmeriti v niz, ki omogoča, da pozitivni konci privabijo negativne konce molekul, rešetka ali ogrodje ledenega kristala ni tako tesno povezano kot tekoča oblika in omogoča led, da plava v vodi.
Tvorba vodikove vezi v beljakovinah
3-D struktura beljakovin je zelo pomembna pri bioloških reakcijah, kot so tiste, ki vključujejo encime, pri katerih se mora oblika enega ali več proteinov prilegati v odprtine v encimih kot ključavnica in ključni mehanizem. Vodikovo vezanje omogoča, da se ti proteini upogibajo, zložijo in prilegajo v različne oblike, če je potrebno, kar določa biološko aktivnost beljakovin. To je pri DNK zelo pomembno, saj nastajanje vodikovih vezi omogoča, da molekula prevzame svojo dvojno vijačnico.