Interacciones No Covalentes

Las moléculas resultan de la unión de átomos individuales mediante enlaces covalentes. Pueden ser tan simples como la molécula de hidrógeno, en la que los dos átomos comparten los únicos dos electrones de la molécula, o tan extremadamente complejas como una proteína, en la que unas decenas de miles de átomos se unen entre sí por un número similar de enlaces covalentes.

Un enlace covalente está formado por dos electrones, cada uno perteneciente a cada átomo enlazado, que se comparten en un orbital molecular común a ambos átomos. Entre los elementos que componen la materia viva, el hidrógeno siempre forma un enlace covalente, el oxígeno siempre dos, el carbono generalmente cuatro, el nitrógeno (dependiendo de su estado de oxidación) generalmente 3 ó 5, el azufre 2 ó 6. Un enlace doble, o triple, entre dos átomos supone compartir dos (o tres) pares de electrones entre ellos. Por ejemplo, en el O=C=O un átomo de carbono se encuentra enlazado a dos átomos de oxígeno mediante un enlace doble con cada uno de ellos; en total, el carbono comparte cuatro pares de electrones, dos pares con cada uno de los oxígenos. Los enlaces de tipo covalente son muy estables desde el punto de vista energético: se requiere mucha energía para romperlos. En el caso de enlaces en los que participa un átomo de carbono, su energía de enlace se encuentra generalmente en el rango comprendido entre 350 y 400 kJ/mol. Las reacciones bioquímicas (menos algunas reacciones redox) suponen la modificación (creación, ruptura o ambas cosas) de enlaces covalentes, que es en lo que consiste la transformación de unas moléculas en otras.

Sin embargo, los enlaces covalentes por sí solos no pueden explicar la complejidad de los sistemas biológicos: existen otro tipo de fuerzas entre moléculas y átomos, que no suponen compartir pares de electrones, y que reciben colectivamente el nombre de enlaces (o, más propiamente y por lo que se verá más adelante) Interacciones NO covalentes. Estas interacciones son responsables de la estructura final de macromoléculas, de la unión específica entre moléculas, es decir, del reconocimiento molecular, de los procesos de autoorganización de estructuras macromoleculares y celulares y de todo lo que suponga movimiento y comunicación a nivel celular y subcelular. Su importancia, por ello, es fundamental para todos los aspectos estructurales y funcionales de los seres vivos.

Son enlaces más débiles que los enlaces covalentes, (su energía de enlace es típicamente de 10 a 100 veces menor) por lo que se pueden crear y romper con facilidad. Pero si bien individualmente son débiles, colectivamente pueden resultar tanto o más fuertes que un enlace covalente.

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