Biyomoleküllerdeki Non-Kovalent Çekimler

Birbiriyle etkileşen atomlar arasında elektron çiftleri paylaşıldığında kovalent bağlar oluşur. Bu güçlü bağların kopması için büyük miktarda enerji gerekir. Kovalent bağlar, atomları moleküllere bağlayan molekül içi kuvvetlerdir;moleküller arası ve kovalent olmayan çekimler ise, moleküller arasındaki veya büyük bir molekülün farklı bölümlerindeki atom gruplarını stabilize eder Bireysel olarak zayıf olsalar da, çok sayıda kovalent olmayan etkileşim, molekülleri uzun süre bir arada tutabilir.Biyolojik sistemlerde dört ana tip kovalent olmayan çekim vardır:iyonik etkileşimler, hidrojen bağları, Van der Waals kuvvetleri ve hidrofobik etkileşimler. İyonik etkileşimler, zıt yüklü iyonlar arasında oluşur. DNA omurgasında birbirine yakın birçok negatif yüklü fosfat grubu bulunur.Molekülü stabilize etmek için magnezyum gibi katyonlar, fosfat grupları ile etkileşime girerek DNA üzerindeki net yükü nötralize eder Oksijen veya nitrojen gibi yüksek oranda elektronegatif bir atoma kovalent olarak bağlanmış bir hidrojen atomu, başka bir elektronegatif atom üzerindeki yalnız elektron çifti ile etkileşime girdiğinde, bir hidrojen bağı oluşur. DNA’da tamamlayıcı zincirler, hidrojen bağları ile birbiriyle eşleştirilir. Bir zincirden bir baz, kovalent olarak bağlanmış hidrojenlerini, karşı zincirdeki başka bir bazdaki nitrojen veya oksijen atomlarıyla paylaşır.Van der Waals etkileşimleri, iki molekül birbirine yaklaştığında meydana gelir. Bu spesifik olmayan çekim kuvvetleri, molekül boyunca elektronların hızlı hareketiyle üretilen geçici dipollerden kaynaklanır. Bununla birlikte, moleküller birbirine çok yaklaştığında, elektrostatik itme, Van der Waals etkileşimlerini tersine çevirir.Son olarak, hidrofobik etkileşimler, su moleküllerinin itmesine bağlı olarak hidrofobik grupların zorunlu bir birleşimidir. Sulu bir ortamda, lipit moleküllerinin hidrofobik kısımları, su molekülleri arasındaki hidrojen bağını kolayca bozamaz. Su molekülleri arasındaki etkileşim, su ve lipit molekülleri arasındaki etkileşimden daha güçlüdür.Bu nedenle lipitlerin hidrofobik kısımları birleşerek lipitlerin bir araya toplanmasına neden olur.