Attractions non covalentes dans les biomolécules

Les liaisons covalentes se forment quand des paires d'électrons sont échangées lors d'interactions entre des atomes. Ces liaisons fortes nécessitent une grande quantité d'énergie pour être rompues. Tandis que les liaisons covalentes sont des forces intramoléculaires qui connectent les atomes en molécules, les attractions intermoléculaires et non-covalentes stabilisent les groupes d'atomes entre les molécules ou dans différentes parties d'une plus grande molécule.

Bien qu'individuellement faible, de nombreuses interactions non-covalentes ensemble peuvent maintenir des molécules associées pour une période prolongée. Quatre grands types d'attractions non-covalentes se produisent dans les systèmes biologiques-Interactions ioniques, liaisons hydrogène, forces de Van der Waals, et interactions hydrophobes. Les interactions ioniques se produisent entre des ions à charge opposée.

Le squelette de l'ADN a de nombreux groupes phosphate proches les uns des autres et chargés négativement. Pour stabiliser la molécule, les cations, tels que le magnésium, interagissent avec les groupes phosphate, neutralisant la charge nette de l'ADN. Une liaison hydrogène se forme quand un atome d'hydrogène qui est lié de façon covalente à un atome hautement électronégatif, comme l'oxygène ou l'azote, interagit avec la seule paire d'électrons d'un autre atome électronégatif.

Dans l'ADN, les brins complémentaires sont appariés ensemble par liaisons hydrogène. Une base d'un brin partage ses hydrogènes liés de façon covalente avec des atomes d'azote ou d'oxygène sur une autre base du brin opposé. Les interactions de Van der Waals se produisent lorsque deux molécules s'approchent l'une de l'autre.

Ces forces attractives non-spécifiques résultent de dipôles temporaires générés par le mouvement rapide des électrons à travers la molécule. Cependant, lorsque les molécules se rapprochent trop, la répulsion électrostatique renverse les interractions de Van der Waals. Enfin, les interactions hydrophobes sont une association forcée de groupes hydrophobes en raison à la répulsion des molécules d'eau.

Dans un environnement aqueux, les parties hydrophobes des molécules lipidiques ne peuvent pas perturber facilement la liaison hydrogène entre les molécules d'eau. L'interaction entre les molécules d'eau est plus forte que l'interaction entre les molécules lipidiques et aqueuses. Donc les parties hydrophobes des lipides s'associent, causant l'agrégation des lipides.