हाइड्रोजन बॉन्डिंग का महत्व

कई रासायनिक प्रक्रियाओं में हाइड्रोजन बंधन महत्वपूर्ण है। हाइड्रोजन बॉन्डिंग पानी की अद्वितीय विलायक क्षमताओं के लिए जिम्मेदार है। हाइड्रोजन बांड डीएनए के पूरक स्ट्रैंड को एक साथ रखते हैं, और वे एंजाइम और एंटीबॉडी सहित मुड़े हुए प्रोटीन की त्रि-आयामी संरचना को निर्धारित करने के लिए जिम्मेदार होते हैं।

हाइड्रोजन बांड को समझाने का एक आसान तरीका पानी के साथ है। पानी के अणु में दो हाइड्रोजन होते हैं जो एक ऑक्सीजन से जुड़े होते हैं। चूँकि ऑक्सीजन हाइड्रोजन की तुलना में अधिक विद्युत ऋणात्मक होती है, ऑक्सीजन साझा इलेक्ट्रॉनों को अपने अधिक निकट खींचती है। यह ऑक्सीजन परमाणु को हाइड्रोजन परमाणुओं की तुलना में थोड़ा अधिक ऋणात्मक आवेश देता है। इस असंतुलन को द्विध्रुवीय कहा जाता है, जिससे पानी के अणु का सकारात्मक और नकारात्मक पक्ष होता है, लगभग एक छोटे चुंबक की तरह। पानी के अणु संरेखित होते हैं इसलिए एक अणु पर हाइड्रोजन दूसरे अणु पर ऑक्सीजन का सामना करेगा। यह पानी को अधिक चिपचिपाहट देता है और पानी को अन्य अणुओं को भी भंग करने की अनुमति देता है जिनमें या तो थोड़ा सकारात्मक या नकारात्मक चार्ज होता है।

प्रोटीन संरचना आंशिक रूप से हाइड्रोजन बंधन द्वारा निर्धारित होती है। हाइड्रोजन बांड एक अमाइन पर हाइड्रोजन और एक इलेक्ट्रोनगेटिव तत्व के बीच हो सकता है, जैसे कि ऑक्सीजन दूसरे अवशेष पर। जैसे ही प्रोटीन जगह में फोल्ड होता है, हाइड्रोजन बॉन्ड की एक श्रृंखला अणु को एक साथ "ज़िप" करती है, इसे एक विशिष्ट त्रि-आयामी रूप में रखती है जो प्रोटीन को अपना विशेष कार्य देती है।

हाइड्रोजन बांड डीएनए के पूरक स्ट्रैंड को एक साथ रखते हैं। न्यूक्लियोटाइड युग्म उपलब्ध हाइड्रोजन बांड दाताओं (उपलब्ध, थोड़ा सकारात्मक हाइड्रोजन) और हाइड्रोजन बांड स्वीकर्ता (इलेक्ट्रोनगेटिव ऑक्सीजेन) की स्थिति के आधार पर सटीक रूप से जोड़ा जाता है। न्यूक्लियोटाइड थाइमिन में एक दाता और एक स्वीकर्ता साइट होती है जो न्यूक्लियोटाइड एडेनिन के पूरक स्वीकर्ता और दाता साइट के साथ पूरी तरह से जुड़ जाती है। साइटोसिन तीन हाइड्रोजन बांड के माध्यम से पूरी तरह से ग्वानिन के साथ जुड़ता है।

एंटीबॉडी मुड़ी हुई प्रोटीन संरचनाएं हैं जो एक विशिष्ट एंटीजन को सटीक रूप से लक्षित और फिट करती हैं। एक बार जब एंटीबॉडी का उत्पादन हो जाता है और अपने त्रि-आयामी आकार (हाइड्रोजन बॉन्डिंग द्वारा सहायता प्राप्त) प्राप्त कर लेता है, तो एंटीबॉडी अपने विशिष्ट एंटीजन के लिए लॉक में एक कुंजी की तरह अनुरूप होगी। एंटीबॉडी हाइड्रोजन बांड सहित बातचीत की एक श्रृंखला के माध्यम से प्रतिजन पर बंद हो जाएगा। मानव शरीर एक प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया में दस अरब से अधिक विभिन्न प्रकार के एंटीबॉडी का उत्पादन करने की क्षमता रखता है।

जबकि व्यक्तिगत हाइड्रोजन बांड बहुत मजबूत नहीं होते हैं, हाइड्रोजन बांड की एक श्रृंखला बहुत सुरक्षित होती है। जब एक अणु हाइड्रोजन दो या दो से अधिक साइटों के माध्यम से दूसरे अणु के साथ बंधता है, तो एक रिंग संरचना बनती है जिसे केलेट कहा जाता है। धातुओं जैसे अणुओं और परमाणुओं को हटाने या जुटाने के लिए चेलेटिंग यौगिक उपयोगी होते हैं।