Нековалентные взаимодействия в биомолекулах

Ковалентные связи образуются, когда пары электронов принадлежат всем взаимодействующим атомам. Эти сильные связи требуют большого количества энергии для разрыва. Хотя ковалентные связи это силы межмолекулярного взаимодействия, соединяющие атомы в молекулы, межмолекулярные и нековалентные притяжения стабилизируют группы атомов между молекулами или внутри различных частей более крупной молекулы.Несмотря на то, что каждая такая связь слабая, много нековалентных взаимодействий вместе могут сохранять молекулы в связанном состоянии в течение длительного времени. Четыре основных типа нековалентных притяжений встречаются в биологических системах-ионные взаимодействия, водородные связи, силы Ван дер Ваальса, и гидрофобные взаимодействия. 00:00:47.100 00:00 Ионные взаимодействия существуют между противоположно заряженными ионами.У спирали ДНК есть есть много отрицательно заряженных фосфатных групп, расположенных близко друг к другу. Для стабилизации молекулы катионы, такие, как магний, взаимодействуют с фосфатными группами, нейтрализуя суммарный заряд на ДНК. Водородная связь образуется, когда атом водорода, который ковалентно связан с резко электроотрицательным атомом, таким, как кислород или азот, взаимодействует с одинокой парой электронов на другом электроотрицательном атоме.В ДНК, две цепочки связаны друг с другом водородными связями. Основание на одной цепочке делит свои ковалентно связанные водороды с азотными или кислородными атомами другого основания на противоположной цепочке. Ван дер Ваальсовы взаимодействия возникают, когда две молекулы достаточно приблизятся друг к другу.Эти неспецифические силы притяжения возникают из-за временных диполей, образовавшихся в результате быстрого движения электронов в молекуле. Однако, когда молекулы сближаются слишком сильно, электростатическое отталкивание пересиливает Ван дер Ваальсовы взаимодействия. Наконец, гидрофобные взаимодействия являются принудительным объединением гидрофобных групп из-за отталкивание от молекул воды.В водной среде гидрофобные части липидных молекул не могут легко назрушить водородные связи между молекулами воды. Взаимодействия между молекулами воды сильнее, чем взаимодействие между водными и липидными молекулами. Так что гидрофобные части липидов связываются, в результате чего липиды оказываются агрегированы.