Ποια μόρια διατηρούν το σχήμα που απαιτείται για να είναι βιολογικά ενεργά τις ενδομοριακές δυνάμεις;
Ενδομοριακές δυνάμεις:
* ομοιοπολικοί δεσμοί: Αυτοί είναι ο ισχυρότερος τύπος δεσμού μέσα σε ένα μόριο και καθορίζουν τη βασική του δομή. Διατηρούν τα άτομα μαζί μέσα στο μόριο.
* Ιονικά ομόλογα: Ενώ είναι λιγότερο συνηθισμένα στα βιολογικά μόρια, οι ιοντικοί δεσμοί μπορούν επίσης να συμβάλλουν στο σχήμα ενός μορίου. Αυτοί οι δεσμοί σχηματίζονται από την ηλεκτροστατική έλξη μεταξύ των αντίθετα φορτισμένων ιόντων.
* δεσμούς υδρογόνου: Αυτά είναι ζωτικής σημασίας για τη διατήρηση των σχημάτων πολλών βιολογικών μορίων, όπως πρωτεΐνες και DNA. Σχηματίζονται μεταξύ ενός ατόμου υδρογόνου που συνδέεται ομοιοπολικά με ένα ηλεκτροαρνητικό άτομο (όπως το οξυγόνο ή το άζωτο) και ένα άλλο ηλεκτροαρνητικό άτομο.
Διαμοριακές δυνάμεις:
* δεσμούς υδρογόνου: Αυτά διαδραματίζουν ζωτικό ρόλο στη διατήρηση της δομής 3D πρωτεϊνών, νουκλεϊνικών οξέων και άλλων βιομόρων. Σχηματίζονται μεταξύ πολικών μορίων, ειδικά εκείνων που περιέχουν υδρογόνο που συνδέονται με οξυγόνο ή άζωτο.
* Van der Waals Δυνάμεις: Αυτές οι ασθενέστερες δυνάμεις είναι σημαντικές για τη συγκράτηση μη πολικών μορίων μαζί. Προκύπτουν από προσωρινές διακυμάνσεις στην κατανομή ηλεκτρονίων γύρω από τα άτομα.
* υδρόφοβες αλληλεπιδράσεις: Αυτές οι δυνάμεις είναι απαραίτητες για τις αναδίπλωση πρωτεϊνών και τη διαμόρφωση μεμβρανών. Προκύπτουν από την τάση των μη πολικών μορίων για να αποφευχθεί η επαφή με το νερό.
Ειδικά παραδείγματα:
* πρωτεΐνες: Το συγκεκριμένο σχήμα μιας πρωτεΐνης, η διαμόρφωσή της *, είναι απαραίτητη για τη λειτουργία της. Αυτό το σχήμα διατηρείται από μια σύνθετη αλληλεπίδραση δεσμών υδρογόνου, υδρόφοβων αλληλεπιδράσεων και ιονικών αλληλεπιδράσεων.
* DNA: Η δομή διπλής έλικας του DNA σταθεροποιείται με δεσμούς υδρογόνου μεταξύ των αζωτούχων βάσεων.
* κυτταρικές μεμβράνες: Οι υδρόφοβες αλληλεπιδράσεις μεταξύ των λιπιδίων τους προκαλούν να αυτο-συναρμολογούνται σε διπλοστοιβάδες, σχηματίζοντας τη βάση των κυτταρικών μεμβρανών.
Σημασία του σχήματος:
Το σχήμα ενός βιομόρου είναι ζωτικής σημασίας για τη λειτουργία του. Ένα συγκεκριμένο σχήμα επιτρέπει σε ένα μόριο να:
* Συνδέστε άλλα μόρια: Τα ένζυμα ταιριάζουν στα υποστρώματα τους σαν κλειδαριά και κλειδί. Τα αντισώματα συνδέονται με συγκεκριμένα αντιγόνα.
* Δομές μορφής: Οι πρωτεΐνες διπλώνουν σε σύνθετα σχήματα που τους επιτρέπουν να δημιουργούν ίνες, νημάτια και άλλες κυτταρικές δομές.
* Αντιδράσεις ελέγχου: Το σχήμα ενός μορίου μπορεί να επηρεάσει την αντιδραστικότητα και την ικανότητά του να συμμετέχει σε βιοχημικές αντιδράσεις.
Συμπερασματικά, η περίπλοκη αλληλεπίδραση ενδομοριακών και ενδομοριακών δυνάμεων καθορίζει το σχήμα και τη λειτουργία πολλών βιολογικών μορίων. Αυτή είναι μια θεμελιώδης αρχή στη βιοχημεία και είναι απαραίτητη για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο η ζωή λειτουργεί σε μοριακό επίπεδο.
