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La unión de hidrógeno es importante en muchos procesos químicos. El enlace de hidrógeno es responsable de las capacidades únicas de solvente de las aguas. Los enlaces de hidrógeno mantienen juntas cadenas complementarias de ADN, y son responsables de determinar la estructura tridimensional de las proteínas plegadas, incluidas las enzimas y los anticuerpos.
Un ejemplo: agua
Una manera simple de explicar los enlaces de hidrógeno es con agua. La molécula de agua consiste en dos hidrógenos unidos covalentemente a un oxígeno. Como el oxígeno es más electronegativo que el hidrógeno, el oxígeno atrae a los electrones compartidos más cerca de sí mismo. Esto le da al átomo de oxígeno una carga ligeramente más negativa que cualquiera de los átomos de hidrógeno. Este desequilibrio se llama dipolo, lo que hace que la molécula de agua tenga un lado positivo y negativo, casi como un pequeño imán. Las moléculas de agua se alinean para que el hidrógeno en una molécula se enfrente al oxígeno en otra molécula. Esto le da al agua una mayor viscosidad y también permite que el agua disuelva otras moléculas que tengan una carga ligeramente positiva o negativa.
Plegamiento de proteínas
La estructura de la proteína está parcialmente determinada por enlaces de hidrógeno. Los enlaces de hidrógeno pueden ocurrir entre un hidrógeno en una amina y un elemento electronegativo, como el oxígeno en otro residuo. Cuando una proteína se pliega en su lugar, una serie de enlaces de hidrógeno "comprime" la molécula, manteniéndola en una forma tridimensional específica que le da a la proteína su función particular.
ADN
Los enlaces de hidrógeno mantienen cadenas complementarias de ADN juntas. Los nucleótidos se emparejan precisamente en función de la posición de los donantes de enlaces de hidrógeno disponibles (disponibles, hidrógenos ligeramente positivos) y los aceptores de enlaces de hidrógeno (oxígenos electronegativos). El nucleótido timina tiene un sitio donante y un sitio aceptor que se empareja perfectamente con el sitio receptor y receptor complementario de nucleótidos adeninas. La citosina se combina perfectamente con la guanina a través de tres enlaces de hidrógeno.
Anticuerpos
Los anticuerpos son estructuras de proteínas plegadas que se dirigen con precisión y se ajustan a un antígeno específico. Una vez que el anticuerpo se produce y alcanza su forma tridimensional (ayudado por enlaces de hidrógeno), el anticuerpo se conformará como una llave en una cerradura a su antígeno específico. El anticuerpo se fijará en el antígeno a través de una serie de interacciones que incluyen enlaces de hidrógeno. El cuerpo humano tiene la capacidad de producir más de diez mil millones de diferentes tipos de anticuerpos en una reacción de inmunidad.
Quelación
Si bien los enlaces de hidrógeno individuales no son muy fuertes, una serie de enlaces de hidrógeno es muy segura. Cuando una molécula de hidrógeno se une a través de dos o más sitios con otra molécula, se forma una estructura de anillo conocida como quelato. Los compuestos quelantes son útiles para eliminar o movilizar moléculas y átomos como los metales.