El enlace de hidrógeno es importante en muchos procesos químicos. El enlace de hidrógeno es responsable de las capacidades solventes únicas del agua. Los enlaces de hidrógeno mantienen unidas las cadenas complementarias de ADN y son responsables de determinar la estructura tridimensional de las proteínas plegadas, incluidas las enzimas y los anticuerpos.
Un ejemplo: agua
Una forma sencilla de explicar los enlaces de hidrógeno es con agua. La molécula de agua consta de dos hidrógenos unidos covalentemente a un oxígeno. Dado que el oxígeno es más electronegativo que el hidrógeno, el oxígeno atrae más los electrones compartidos hacia sí mismo. Esto le da al átomo de oxígeno una carga ligeramente más negativa que cualquiera de los átomos de hidrógeno. Este desequilibrio se llama dipolo, lo que hace que la molécula de agua tenga un lado positivo y uno negativo, casi como un pequeño imán. Las moléculas de agua se alinean para que el hidrógeno de una molécula se enfrente al oxígeno de otra. Esto le da al agua una mayor viscosidad y también permite que el agua disuelva otras moléculas que tienen una carga ligeramente positiva o negativa.
Plegado de proteínas
La estructura de la proteína está determinada parcialmente por enlaces de hidrógeno. Los enlaces de hidrógeno pueden ocurrir entre un hidrógeno en una amina y un elemento electronegativo, como el oxígeno en otro residuo. A medida que una proteína se pliega en su lugar, una serie de enlaces de hidrógeno "cierran" la molécula, manteniéndola en una forma tridimensional específica que le da a la proteína su función particular.
ADN
Los enlaces de hidrógeno mantienen unidas las cadenas complementarias de ADN. Los nucleótidos se emparejan precisamente en función de la posición de los donantes de enlaces de hidrógeno disponibles (hidrógenos disponibles, ligeramente positivos) y aceptores de enlaces de hidrógeno (oxígenos electronegativos). El nucleótido timina tiene un sitio donante y un sitio aceptor que se empareja perfectamente con el sitio donante y aceptor complementario del nucleótido adenina. La citosina se empareja perfectamente con la guanina a través de tres enlaces de hidrógeno.
Anticuerpos
Los anticuerpos son estructuras proteicas plegadas que se dirigen con precisión y se ajustan a un antígeno específico. Una vez que se produce el anticuerpo y alcanza su forma tridimensional (con la ayuda de enlaces de hidrógeno), el anticuerpo se amoldará como una llave en una cerradura a su antígeno específico. El anticuerpo se adherirá al antígeno a través de una serie de interacciones que incluyen enlaces de hidrógeno. El cuerpo humano tiene la capacidad de producir más de diez mil millones de tipos diferentes de anticuerpos en una reacción de inmunidad.
Quelación
Si bien los enlaces de hidrógeno individuales no son muy fuertes, una serie de enlaces de hidrógeno es muy segura. Cuando una molécula de hidrógeno se une a través de dos o más sitios con otra molécula, se forma una estructura de anillo conocida como quelato. Los compuestos quelantes son útiles para eliminar o movilizar moléculas y átomos como los metales.