Vesiniksideme tähtsus

Vesinikside on oluline paljudes keemilistes protsessides. Vesinikside on vastutav vee ainulaadsete lahustivõimete eest. Vesiniksidemed hoiavad koos DNA täiendavaid ahelaid ja need vastutavad volditud valkude, sealhulgas ensüümide ja antikehade, kolmemõõtmelise struktuuri määramise eest.

Vesiniksidemete selgitamiseks on lihtne viis veega. Veemolekul koosneb kahest vesinikust, mis on kovalentselt seotud hapnikuga. Kuna hapnik on rohkem elektronegatiivne kui vesinik, tõmbab hapnik jagatud elektrone endale lähemale. See annab hapniku aatomile veidi negatiivsema laengu kui kumbki vesiniku aatomitest. Seda tasakaalustamatust nimetatakse dipooliks, mis põhjustab veemolekulil positiivse ja negatiivse külje, peaaegu nagu väikesel magnetil. Veemolekulid joonduvad, nii et ühe molekuli vesinik on suunatud teise molekuli hapnikuga. See annab veele suurema viskoossuse ja võimaldab veel lahustada ka teisi molekule, millel on kas veidi positiivne või negatiivne laeng.

Valgu struktuur määratakse osaliselt vesiniksideme abil. Vesiniksidemed võivad tekkida amiinis oleva vesiniku ja elektronegatiivse elemendi vahel, näiteks teise jäägi hapnik. Kui valk volditakse paigale, "tõmbab" vesiniksideme seeria molekuli kokku, hoides seda kindlas kolmemõõtmelises vormis, mis annab valgule selle konkreetse funktsiooni.

Vesiniksidemed hoiavad koos DNA täiendavaid ahelaid. Nukleotiidid paaristuvad täpselt olemasolevate vesiniksideme doonorite (saadaval, kergelt positiivsed vesinikud) ja vesiniksideme aktseptorite (elektronegatiivsed oksügeenid) asukoha järgi. Nukleotiid-tümiinil on üks doonor- ja üks aktseptorsait, mis paaritub ideaalselt nukleotiid-adeniini komplementaarse aktseptori ja doonorsaidiga. Tsütosiin paarub ideaalselt guaniiniga läbi kolme vesiniksideme.

Antikehad on volditud valgu struktuurid, mis suunavad täpselt spetsiifilise antigeeni ja sobivad sellega. Kui antikeha on toodetud ja saavutanud oma kolmemõõtmelise kuju (vesiniksideme abil), sobib antikeha oma spetsiifilisele antigeenile lukus oleva võtmena. Antikeha lukustub antigeenile rea interaktsioonide kaudu, sealhulgas vesiniksidemed. Inimkeha suudab immuunsusreaktsioonis toota üle kümne miljardi erinevat tüüpi antikehi.

Kui üksikud vesiniksidemed pole eriti tugevad, on vesiniksidemete seeria väga turvaline. Kui üks vesinikmolekul seondub kahe või enama saidi kaudu teise molekuliga, moodustub tselaadina tuntud tsükli struktuur. Kelaativad ühendid on kasulikud molekulide ja aatomite, näiteks metallide, eemaldamiseks või mobiliseerimiseks.