A ligação de hidrogênio é importante em muitos processos químicos. A ligação de hidrogênio é responsável pelas capacidades únicas de solvente da água. As ligações de hidrogênio mantêm fitas complementares de DNA juntas, e elas são responsáveis ​​por determinar a estrutura tridimensional de proteínas dobradas, incluindo enzimas e anticorpos.

Um Exemplo: Água

Uma maneira simples de explicar o hidrogênio ligações é com água. A molécula de água consiste em dois hidrogênios ligados covalentemente a um oxigênio. Como o oxigênio é mais eletronegativo que o hidrogênio, o oxigênio atrai os elétrons compartilhados mais de perto. Isso dá ao átomo de oxigênio uma carga ligeiramente mais negativa do que qualquer um dos átomos de hidrogênio. Esse desequilíbrio é chamado de dipolo, fazendo com que a molécula de água tenha um lado positivo e negativo, quase como um minúsculo ímã. Moléculas de água se alinham para que o hidrogênio de uma molécula fique de frente para o oxigênio em outra molécula. Isso dá à água uma maior viscosidade e também permite que a água dissolva outras moléculas que têm uma carga ligeiramente positiva ou negativa.

Dobragem de Proteínas

A estrutura da proteína é parcialmente determinada pela ligação de hidrogênio. Ligações de hidrogênio podem ocorrer entre um hidrogênio em uma amina e um elemento eletronegativo, como o oxigênio em outro resíduo. Quando uma proteína se dobra, uma série de ligações de hidrogênio "fecha" a molécula, mantendo-a em uma forma tridimensional específica que dá à proteína sua função específica.

DNA

Hidrogênio as ligações mantêm cadeias complementares de DNA juntas. Os nucleotídeos são pareados precisamente com base na posição dos doadores disponíveis de ligação de hidrogênio (disponíveis, hidrogênios ligeiramente positivos) e aceitadores de ligação de hidrogênio (oxigênio eletronegativo). O nucleotídeo timina possui um sítio doador e um aceitador que combina perfeitamente com o aceitador complementar e o local doador do nucleotídeo adenina. A citosina combina perfeitamente com a guanina através de três pontes de hidrogênio.

Anticorpos

Anticorpos são estruturas de proteínas dobradas que se direcionam e se ajustam precisamente a um antígeno específico. Uma vez que o anticorpo seja produzido e atinja sua forma tridimensional (auxiliado pela ligação de hidrogênio), o anticorpo se ajustará como uma chave em uma fechadura ao seu antígeno específico. O anticorpo irá bloquear o antígeno através de uma série de interações, incluindo ligações de hidrogênio. O corpo humano tem a capacidade de produzir mais de dez bilhões de tipos diferentes de anticorpos em uma reação imunológica.

Quelação

Embora as ligações de hidrogênio individuais não sejam muito fortes, uma série de ligações de hidrogênio é muito segura . Quando uma molécula de hidrogênio se liga através de dois ou mais sítios com outra molécula, uma estrutura de anel conhecida como quelato é formada. Os compostos quelantes são úteis para remover ou mobilizar moléculas e átomos como metais.