CÁC LIÊN KẾT HÓA HỌC TRONG HỆ THỐNG SỐNG VÀ VAI TRÒ CỦA CÁC LIÊN KẾT HÓA HỌC ĐÓ ĐỐI VỚI CƠ THỂ SỐNG I LIÊN KẾT CỘNG HÓA TRỊ I.1 Định nghĩa: II LIÊN KẾT ION II.1 Định nghĩa: Liên kết ion (hay gọi liên kết tĩnh điện) liên kết tạo lực hút tĩnh điện ion trái dấu hay nguyên tử khác lớn độ âm điện VD: NaCl: Na+ + Cl NaCl − Có chuyển điện tử, nguyên tử cho điện tử tích điện dương (cation), nguyên tử nhận điện tử tích điện âm (anion) − Các nguyên tử tích điện trái dấu hấp dẫn (lực hút tĩnh điện) − Năng lượng liên kết trung bình khoảng kcal/mol Trong dung dịch cation anion có vai trò định cấu hình không gian phân tử hữu chúng thường bị bao vây “lớp áo” gồm phân tử nước II.2 Vai trò: − Liên kết ion tạo nên nhiều hợp chất vô như: NaCl, KCl − Liên kết ion có mặt nhiều hợp chất hữu cấu trúc bậc III protein III LIÊN KẾT HYDRO III.1 Định nghĩa: − Trong dung dịch, vùng phân cực phân tử nước liền kề tạo liên kết hydro với tạo nên sức căng bề mặt − Khi nước, liên kết hydro có lượng khoảng 3-7 kal/mol − Liên kết H2 liên kết yếu dễ dàng bị phân huỷ lượng nhỏ − Lực liên kết hydro > lực tương tác Van der Waals Khác với tương tác Van der Waals, liên kết hydro có tính định hướng Liên kết hydro trở nên mạnh nguyên tử H cho liên kết nguyên tử nhận liên kết đối diện trực tiếp với nhau, góc liên kết vượt 300 lực liên kết yếu nhiều III.2 Vai trò: Các liên kết H2 có chiều dài xác định hướng xác định nên tạo thành hình dạng ổn định phân tử Liên kết hyđro loại liên kết quan trọng đại phân tử protein, acid nucleic Trong protein, liên kết hyđro tạo nên cấu trúc bậc II phân tử Trong acid nucleic, nucleotide chuỗi ADN hay phần khác chuỗi ARN liên kết với liên kết hydro theo nguyên lý bổ sung để tạo nên phân tử ADN ARN Tham gia cấu trúc ADN, ARN A liên kết với T liên kết H, G liên kết với X liên kết H, liên kết H liên tục tạo thành với lượng lớn tạo nên cấu trúc ADN vừa linh động vừa bền vững Tham gia vào cấu trúc bậc protein Duy trì cấu trúc chức protein, ADN chứng minh: Xét cấu trúc AND: cấu trúc phân tử ADN chuỗi xoắn kép gồm hai mạch pôlinuclêôtit chạy song song ngược chiều xoắn đặn quanh trục phân tử Đa số phân tử ADN cấu tạo từ hai mạch pôlinuclêôtit cấu trúc theo nguyên tắc đa phân (gồm nhiều đơn phân kết hợp với nhau) nguyên tắc bổ sung Nguyên tắc bổ sung: A mạch liên kết với T mạch hai mối liên kết hiđrô ngược lại; G mạch liên kết với C mạch ba mối liên kết hiđrô ngược lại Chức ADN lưu giữ, bảo quản truyền đạt thông tin di truyền Do liên kết Hidro liên kết yếu, nên bị phá vỡ dễ dàng trình nhân đôi ADN phiên mã gen Liên kết hydro có vai trò quan trọngtrong việc tạo nên cấu trúc không gian phân tử sinh học, đặc biệt dó phân tử protein phân tử nucleic acid Trong lipid: Là thành phần tế bào steroid bao gồm cholesterol hoocmôn Phức chất xếp vào nhóm lipit có đặc tính chung lực thấp hay lực nước Đặc tính kỵ nước dựa vào cấu trúc phân tử CH2-OH HCOOR1 CH2-COOR1 CH-OH + HCOOR2 CH-COOR2 + 3H2O CH2-OH HCOOR3 CH2-COOR3 Glixerin acid cacbonxyn lipid Phân tử lipid tách biệt với nước phân tử nước có liên kết hydro phân tử Phân tử ưa nước (ái nước) : phân tử tạo cầu nối Hydro với nước; nguợc lại với phân tử kỵ nước (ghét nước) tạo cầu nối với hydro,do có khuynh hướng kết tụ lẫn nhau, tránh xa nuớc (ví dụ điển hình bỏ dầu vào nước) Các liên kết yếu nhiều so với liên kết hydro phân tử phân tử không phân cực không tan nước Xét cấu trúc protein: Cấu trúc bậc 1: Các axit amin nối với liên kết peptit hình thành nên chuỗi polypepetide Cấu trúc bậc protein có vai trò tối quan trọng trình tự axit amin chuỗi polypeptide thể tương tác phần chuỗi polypeptide, từ tạo nên hình dạng lập thể protein định tính chất vai trò protein Cấu trúc bậc 2: xếp đặn chuỗi polypeptide không gian Chuỗi polypeptide thường không dạng thẳng mà xoắn lại tạo nên cấu trúc xoắn α cấu trúc nếp gấp β, cố định liên kết hyđro axit amin gần Cấu trúc bậc 3:Các xoắn α phiến gấp nếp β cuộn lại với thành búi có hình dạng lập thể đặc trưng cho loại protein Cấu trúc lại đặc biệt phụ thuộc vào tính chất nhóm -R mạch polypeptide Trong cấu trúc này, nhóm -R ưa nước nằm phía phân tử, nhóm kị nước chui vào bên phân tử Các liên kết yếu liên kết hyđro hay điện hóa trị có nhóm -R có điện tích trái dấu Cấu trúc bậc 4:Khi protein có nhiều chuỗi polypeptide phối hợp với tạo nên cấu trúc bậc bốn protein Các chuỗi polypeptide liên kết với nhờ liên kết yếu liên kết hyđro Cấu trúc protein tạo thành từ hai liên kết hydro tạo nên sức bền học nhỏ, liên kết hydro yếu & dễ dàng bị bẻ gãy mà gần kích thích Trong protein, thứ phức tạp nhờ tính đàn hồi entropi giống sợi mỳ xoắn lại với & tính cộng tác tự nhiên liên kết hydro kết luận: : Trong khoa học sống liên kết có vai trò định việc cấu tạo hoạt động tế bào Liên kết mạnh giữ cho chất ổn định liên kết yếu làm trình, tế bào thay đổi liên tục không dừng lại, làm cho sống tồn phát triển ... hợp với tạo nên cấu trúc bậc bốn protein Các chuỗi polypeptide liên kết với nhờ liên kết yếu liên kết hyđro Cấu trúc protein tạo thành từ hai liên kết hydro tạo nên sức bền học nhỏ, liên kết. .. (gồm nhiều đơn phân kết hợp với nhau) nguyên tắc bổ sung Nguyên tắc bổ sung: A mạch liên kết với T mạch hai mối liên kết hiđrô ngược lại; G mạch liên kết với C mạch ba mối liên kết hiđrô ngược lại... gần kích thích Trong protein, thứ phức tạp nhờ tính đàn hồi entropi giống sợi mỳ xoắn lại với & tính cộng tác tự nhiên liên kết hydro kết luận: : Trong khoa học sống liên kết có vai trò định việc