المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الاحياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11623 موضوعاً
النبات
الحيوان
الأحياء المجهرية
علم الأمراض
التقانة الإحيائية
التقنية الحياتية النانوية
علم الأجنة
الأحياء الجزيئي
علم وظائف الأعضاء
المضادات الحيوية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية


Hydrogen Bonds and the Chelate Effect  
  
67   01:00 صباحاً   date: 2025-05-03
Author : Robert Schleif
Book or Source : Genetics and Molecular Biology
Page and Part : 2nd Edition , p158-159

A hydrogen atom shared by two other atoms generates a hydrogen bond. This sharing is energetically most important when the three atoms are in a straight line and the atom to which the hydrogen is covalently bonded, the hydrogen bond donor, possesses a partial negative charge

and the partner atom, a hydrogen bond acceptor, also possesses a partial negative charge. Then the atoms may approach each other quite closely and the electrostatic attractive forces and the dispersion forces will be appreciable. Since the amide of the peptide bond can be a hydrogen donor, and the carboxyl can be a hydrogen acceptor, proteins have a potential for forming a great many hydrogen bonds. In addition, more than half the side groups of the amino acids usually participate in hydrogen bonding.

A paradox is generated by the existence of hydrogen bonds in proteins. Studies with model compounds show that a hydrogen bond to water should be stronger than a hydrogen bond between amino acids. Why then don’t proteins denature and make all their hydrogen bonds to water? A part of the answer is the chelate effect. That is, two objects appear to bind to one another far more strongly if something else holds them in the correct binding positions than if their own attractive forces must correctly position the objects. In a protein with a structure that holds amino acids in position, any single bond between amino acids within the protein is entropically more favorable than altering the structure of the protein and making the bond to water. Another way of looking at this is that the formation of one hydrogen bond holds other amino acids in position so that they may more easily form hydrogen bonds themselves.

The chelate effect is important in understanding many phenomena of molecular biology. A different example, explained more fully later, concerns proteins. Much of the work required for two macromolecules to bind to one another is correctly positioning and orienting them. Consider the binding of a protein to DNA. If the protein and DNA have been correctly positioned and oriented, then all of their interaction energy can go into holding the two together. In the binding of a dimeric protein to DNA, once the first subunit has bound, the second subunit is automatically positioned and oriented correctly. Therefore the second subunit appears to have the larger effect in binding the protein to DNA than the first one. Equivalently, the dimer appears to bind more tightly than would be predicted by simply doubling the ∆G of the binding reaction of the monomer.




علم الأحياء المجهرية هو العلم الذي يختص بدراسة الأحياء الدقيقة من حيث الحجم والتي لا يمكن مشاهدتها بالعين المجرَّدة. اذ يتعامل مع الأشكال المجهرية من حيث طرق تكاثرها، ووظائف أجزائها ومكوناتها المختلفة، دورها في الطبيعة، والعلاقة المفيدة أو الضارة مع الكائنات الحية - ومنها الإنسان بشكل خاص - كما يدرس استعمالات هذه الكائنات في الصناعة والعلم. وتنقسم هذه الكائنات الدقيقة إلى: بكتيريا وفيروسات وفطريات وطفيليات.



يقوم علم الأحياء الجزيئي بدراسة الأحياء على المستوى الجزيئي، لذلك فهو يتداخل مع كلا من علم الأحياء والكيمياء وبشكل خاص مع علم الكيمياء الحيوية وعلم الوراثة في عدة مناطق وتخصصات. يهتم علم الاحياء الجزيئي بدراسة مختلف العلاقات المتبادلة بين كافة الأنظمة الخلوية وبخاصة العلاقات بين الدنا (DNA) والرنا (RNA) وعملية تصنيع البروتينات إضافة إلى آليات تنظيم هذه العملية وكافة العمليات الحيوية.



علم الوراثة هو أحد فروع علوم الحياة الحديثة الذي يبحث في أسباب التشابه والاختلاف في صفات الأجيال المتعاقبة من الأفراد التي ترتبط فيما بينها بصلة عضوية معينة كما يبحث فيما يؤدي اليه تلك الأسباب من نتائج مع إعطاء تفسير للمسببات ونتائجها. وعلى هذا الأساس فإن دراسة هذا العلم تتطلب الماماً واسعاً وقاعدة راسخة عميقة في شتى مجالات علوم الحياة كعلم الخلية وعلم الهيأة وعلم الأجنة وعلم البيئة والتصنيف والزراعة والطب وعلم البكتريا.