أهمية ارتباط الهيدروجين

الروابط الهيدروجينية مهمة في العديد من العمليات الكيميائية. الروابط الهيدروجينية هي المسؤولة عن قدرات المذيبات الفريدة للمياه. تربط الروابط الهيدروجينية خيوطًا تكميلية من الحمض النووي معًا ، وهي مسؤولة عن تحديد البنية ثلاثية الأبعاد للبروتينات المطوية بما في ذلك الإنزيمات والأجسام المضادة.

طريقة بسيطة لشرح الروابط الهيدروجينية هي الماء. يتكون جزيء الماء من ذرتين هيدروجين مرتبطين تساهميًا بالأكسجين. نظرًا لأن الأكسجين أكثر كهرسلبية من الهيدروجين ، فإن الأكسجين يسحب الإلكترونات المشتركة بشكل أقرب إلى نفسه. هذا يعطي ذرة الأكسجين شحنة سالبة أكثر بقليل من أي من ذرات الهيدروجين. يسمى هذا الخلل ثنائي القطب ، مما يجعل جزيء الماء له جانب إيجابي وسلبي ، مثل المغناطيس الصغير تقريبًا. تتراصف جزيئات الماء بحيث يواجه الهيدروجين الموجود في جزيء واحد الأكسجين الموجود في جزيء آخر. هذا يعطي الماء لزوجة أكبر ويسمح أيضًا للماء بإذابة الجزيئات الأخرى التي لها شحنة موجبة أو سالبة قليلاً.

يتم تحديد بنية البروتين جزئيًا عن طريق الرابطة الهيدروجينية. يمكن أن تحدث الروابط الهيدروجينية بين هيدروجين على أمين وعنصر كهرسلبي ، مثل الأكسجين على بقايا أخرى. عندما ينثني البروتين في مكانه ، تقوم سلسلة من الروابط الهيدروجينية "بسحب" الجزيء معًا ، مما يجعله في شكل ثلاثي الأبعاد محدد يمنح البروتين وظيفته الخاصة.

تربط الروابط الهيدروجينية خيوطًا تكميلية من الحمض النووي معًا. يعتمد زوج النيوكليوتيدات على وجه التحديد على موضع المتبرعين برابطة الهيدروجين المتاحة (متاح ، الهيدروجين الموجب قليلاً) ومتقبلات الرابطة الهيدروجينية (أكسجين كهربائي سلبي). يحتوي النوكليوتيد الثايمين على متبرع واحد وموقع متقبل واحد يتزاوج بشكل مثالي مع المستقبِل التكميلي للنيوكليوتيدات وموقع المتبرع. أزواج السيتوزين بشكل مثالي مع الجوانين من خلال ثلاث روابط هيدروجينية.

الأجسام المضادة هي هياكل بروتينية مطوية تستهدف بدقة مستضدًا معينًا وتناسبه. بمجرد إنتاج الجسم المضاد وتحقيق شكله ثلاثي الأبعاد (بمساعدة الرابطة الهيدروجينية) ، سيتوافق الجسم المضاد مثل مفتاح في القفل مع مستضده المحدد. سوف يثبت الجسم المضاد على المستضد من خلال سلسلة من التفاعلات بما في ذلك الروابط الهيدروجينية. يمتلك جسم الإنسان القدرة على إنتاج أكثر من عشرة مليارات نوع مختلف من الأجسام المضادة في تفاعل مناعي.

في حين أن الروابط الهيدروجينية الفردية ليست قوية جدًا ، إلا أن سلسلة من الروابط الهيدروجينية آمنة جدًا. عندما يرتبط جزيء واحد من الهيدروجين عبر موقعين أو أكثر بجزيء آخر ، يتم تكوين بنية حلقة تعرف باسم مخلّب. المركبات المستخلبة مفيدة لإزالة أو تحريك الجزيئات والذرات مثل المعادن.