La exclusión hidrofóbica es una propiedad de ciertas moléculas. Significa que son repelidos por el agua a nivel molecular.
Para entender cómo puede ser esto, mira el video:
Lo que ves es una increíble danza vibrante de moléculas de agua. El hilo dorado es la atracción de la molécula de agua a la molécula de agua.
Es fácil entender por qué esto está sucediendo sin una física sofisticada. Todo lo que necesita saber, y ya sabe, son tres letras: H20 . El agua es igual a H2O, dos de oxígeno (bastante pesado, muchos electrones) y un átomo de hidrógeno (el más liviano del universo, con solo un electrón) unidos por un estrecho enlace de electrones. Específicamente: el electrón del átomo de hidrógeno lame dos átomos de oxígeno y gira alrededor de ellos creando los tres átomos “grupos” (moléculas de agua) en la imagen.
¡Aquí es donde se divierte ! Cuando el electrón está cerca del átomo de hidrógeno, todas las cargas se equilibran, pero cuando se comprime alrededor del átomo de oxígeno, el átomo de hidrógeno está “solo” y anhela otro electrón. Dicho de otra forma, los protones de hidrógeno cargados positivamente, normalmente escondidos dentro del átomo de la molécula de hidrógeno, ahora están expuestos y, como se atraen las cargas opuestas, ¡viola! Las moléculas de agua son atraídas. Esto es lo que forma los enlaces entre las moléculas de agua, que se muestran por las bandas de oro en el video.
(Técnicamente la unión surge debido a protones de oxígeno e hidrógeno que buscan electrones asociados, el enlace de hidrógeno entre moléculas, a veces llamado “beso”, busca cubrir protones de oxígeno e hidrógeno compartiendo las brechas de electrones entre sus giros de lazo).
Mil millones de veces por segundo estos enlaces intermoleculares se rompen y se forman. ¡Es un bullicio increíble de actividad! La velocidad de estos cambios es alta porque el oxígeno es muy pesado y el hidrógeno muy liviano, y entonces tienes fuerzas eléctricas y fuerzas mecánicas, todas empujándote y tirando alrededor buscando resolver [matemáticas] f = ma [/ math]!
Exclusión hidrofóbica:
Supongamos que una molécula pequeña, o una pieza de una molécula grande, no tiene discrepancia de carga, es decir, que los electrones corren alrededor de toda la molécula sin problemas, por lo que no hay lagunas de cobertura de los protones subyacentes. Entonces no hay atracción molecular (esta atracción generalmente se llama polarización, cuando está unida a los fotones que son la partícula de intercambio de fuerza de electrones, o gira si se discuten los electrones). Tales moléculas se llaman hidrofóbicas . Ver Hydrophobe para más detalles. Dado que las moléculas de agua buscan la unión, si no se tiene ninguna a partir de las moléculas hidrofóbicas, actúan como si rechazaran el agua. (Técnicamente, entonces es la ausencia de atracción, no la presencia de repulsión en juego aquí, pero el nombre, hidrofóbico, literalmente, miedo al agua , persiste).
La exclusión hidrofóbica es el proceso mediante el cual las actividades biológicas celulares regulan las reacciones presentando o impidiendo ciertas acciones. Esto incluye bloquear la introducción de materiales a través de las membranas celulares o núcleos, y lo más crítico de todas las proteínas generadoras y plegables. El plegamiento de proteínas es un proceso mediante el cual la cadena unidimensional generada a partir de la producción de ADN a proteínas se mapea en un objeto tridimensional. En realidad, todo el proceso de replicación del ADN (copia de archivos biológicos), luego traducción a proteína (biología impresora 3D) y plegamiento (equivalente a “agitar y hornear” en instalaciones de fabricación) depende desde el principio hasta el final de asimetrías hidrofóbicas en las moléculas complejas que participar en esta danza de la vida. Ver visualizaciones moleculares de ADN. Otro impactante video es Simulating Virus Assembly and Budding por Sai Janani Ganesan en Protein Love.
El conjunto de eventos dinámicos orquestados que ves se activa mediante el empuje de las moléculas de agua contra las moléculas complejas que se mueven de la manera correcta en función de los puntos hidrofóbicos a lo largo de sus cuerpos (relativamente) masivos. El torque, el impulso y todas las otras fuerzas se activan para hacer que la danza funcione a la perfección. Su cuerpo tiene 100,000,000 de células, cada una de las cuales tiene muchas de estas danzas de proteínas simultáneamente, habilitadas por la exclusión hidrofóbica de los mil millones de intercambios de enlaces de hidrógeno por segundo de las moléculas de agua.
En conclusión, aquí está la etapa final en la formación de proteínas, la etapa de doblado: Conceptos interactivos en bioquímica, o:
Todavía estamos aprendiendo los detalles de cómo algo como este complejo se puede hacer de manera repetida y confiable. Ver ¿Qué son los bolsillos hidrofóbicos? para obtener más detalles técnicos.
