Contenuto
- Formazione del ponte a idrogeno
- Proprietà dei legami idrogeno
- Importanza biologica della formazione del legame idrogeno
- Formazione di ponte di idrogeno in acqua
- Formazione di ponti di idrogeno nelle proteine
Un legame idrogeno si forma quando il lato positivo di una molecola viene disegnato all'estremità negativa di un'altra. Il concetto è simile a quello dell'attrazione magnetica in cui i poli opposti si attraggono. L'idrogeno ha un protone e un elettrone. Questo rende l'idrogeno un atomo elettricamente positivo a causa della sua carenza di elettroni. Cerca di aggiungere un altro elettrone al suo strato di energia per stabilizzarsi.
Formazione del ponte a idrogeno
Due termini sono importanti per capire come si forma il ponte dell'idrogeno: elettronegatività e dipolo. L'elettronegatività è la misura della tendenza di un atomo a disegnare elettroni su se stesso per formare un legame. Un dipolo è la separazione delle cariche positive e negative in una molecola. Un'interazione dipolo-dipolo è una forza attraente tra il lato positivo di una molecola polare e il lato negativo di un'altra.
L'idrogeno è più comunemente attratto dagli elementi più elettronegativi, come il fluoro, il carbonio, l'azoto e l'ossigeno. Un dipolo si forma in una molecola quando l'idrogeno trattiene il lato più positivo della carica mentre l'elettrone viene tirato dall'elemento più elettronegativo, dove la carica negativa diventa più concentrata.
Proprietà dei legami idrogeno
I ponti di idrogeno sono più deboli dei legami covalenti o ionici perché si formano e si rompono facilmente in condizioni biologiche. Le molecole che hanno legami covalenti apolari non formano legami idrogeno. Ma qualsiasi composto avente legami covalenti polari può formare i ponti.
Importanza biologica della formazione del legame idrogeno
La formazione di legami idrogeno è importante nei sistemi biologici perché stabilizzano e determinano la struttura e la forma di grandi macromolecole, come l'acido nucleico e le proteine. Questo tipo di legame si verifica nelle strutture biologiche, come il DNA e l'RNA. Questo legame è molto importante in acqua perché è la forza che esiste tra le molecole d'acqua che le tiene insieme.
Formazione di ponte di idrogeno in acqua
Sia come liquido che come solido, la formazione del legame idrogeno tra le molecole d'acqua fornisce la forza attrattiva per trattenere la massa molecolare. I ponti intermolecolari sono responsabili dell'alto punto di fusione dell'acqua perché aumentano la quantità di energia necessaria per rompere i legami prima che inizi l'ebollizione. Il legame idrogeno costringe le molecole d'acqua a formare cristalli quando si congelano. Poiché i lati positivi e negativi delle molecole d'acqua devono essere orientati in una disposizione che consente ai lati positivi di attrarre i negativi della molecola, il reticolo cristallino della struttura del ghiaccio non ha una forma così mista e stretta, che consente al ghiaccio di galleggiare nell'acqua
Formazione di ponti di idrogeno nelle proteine
La struttura tridimensionale delle proteine è molto importante nelle reazioni biologiche, come quelle che coinvolgono gli enzimi in cui la forma di una o più proteine deve adattarsi alle aperture degli enzimi, come ad esempio un sistema di chiavi e serrature. I ponti di idrogeno consentono alle proteine di piegarsi, girare e adattarsi a una varietà di forme necessarie, che determinano l'attività biologica della proteina. Questo è molto importante nel DNA perché la formazione dei ponti consente alla molecola di assumere la sua formazione a doppia elica.