Ūdeņraža savienošanas nozīme

Ūdeņraža savienošana ir svarīga daudzos ķīmiskos procesos. Ūdeņraža savienojums ir atbildīgs par unikālajām ūdens šķīdinātāja spējām. Ūdeņraža saites satur kopā komplementāros DNS pavedienus, un tie ir atbildīgi par salocītu olbaltumvielu, ieskaitot fermentus un antivielas, trīsdimensiju struktūras noteikšanu.

Vienkāršs veids, kā izskaidrot ūdeņraža saites, ir ūdens. Ūdens molekula sastāv no diviem ūdeņražiem, kas kovalenti saistīti ar skābekli. Tā kā skābeklis ir vairāk elektronegatīvs nekā ūdeņradis, skābeklis pievilina kopīgos elektronus sev tuvāk. Tas nodrošina skābekļa atomu nedaudz negatīvāku lādiņu nekā jebkurš no ūdeņraža atomiem. Šo nelīdzsvarotību sauc par dipolu, izraisot ūdens molekulai pozitīvu un negatīvu pusi, gandrīz kā mazu magnētu. Ūdens molekulas izlīdzinās, tāpēc ūdeņradis vienā molekulā saskaras ar skābekli citā molekulā. Tas piešķir ūdenim lielāku viskozitāti, kā arī ļauj ūdenim izšķīdināt citas molekulas, kurām ir vai nu nedaudz pozitīvs, vai negatīvs lādiņš.

Olbaltumvielu struktūru daļēji nosaka savienošana ar ūdeņradi. Ūdeņraža saites var rasties starp ūdeņradi uz amīna un elektronegatīvu elementu, piemēram, skābekli uz citu atlikumu. Kad olbaltumviela salocās savā vietā, ūdeņraža saites virkne molekulu "saslēdz", turot to noteiktā trīsdimensiju formā, kas piešķir olbaltumvielai tā īpašo funkciju.

Ūdeņraža saites satur viens otru papildinošus DNS pavedienus. Nukleotīdu pāris precīzi balstās uz pieejamo ūdeņraža saites donoru (pieejamie, nedaudz pozitīvie ūdeņraži) un ūdeņraža saišu akceptoru (elektronegatīvie oksigēni) stāvokli. Nukleotīdu timīnam ir viena donora un viena akceptora vieta, kas lieliski savienojas pārī ar nukleotīda adenīna komplementāro akceptora un donora vietu. Citozīns lieliski savienojas ar guanīnu, izmantojot trīs ūdeņraža saites.

Antivielas ir salocītas olbaltumvielu struktūras, kas precīzi mērķē un atbilst noteiktam antigēnam. Kad antiviela ir izveidojusies un sasniegusi trīsdimensiju formu (ar ūdeņraža savienojumu palīdzību), antiviela kā atslēga fiksē savu specifisko antigēnu. Antiviela bloķēsies antigēnā, izmantojot virkni mijiedarbību, ieskaitot ūdeņraža saites. Cilvēka ķermenis spēj radīt vairāk nekā desmit miljardus dažādu antivielu imunitātes reakcijā.

Kaut arī atsevišķas ūdeņraža saites nav ļoti spēcīgas, ūdeņraža saišu sērija ir ļoti droša. Kad viena molekula ūdeņradis saista divas vai vairākas vietas ar citu molekulu, veidojas gredzena struktūra, kas pazīstama kā helāts. Helātu savienojumi ir noderīgi molekulu un atomu, piemēram, metālu, noņemšanai vai mobilizēšanai.