Los medios biológicos son una mezcla compleja de compuestos químicos, tanto orgánicos como inorgánicos. Unos son de pequeño tamaño: como el ión H+ (1da). Otros, como los ácidos nucleicos, pueden tener 108da o incluso más. Todas estas moléculas van a interaccionar entre sí. La principal de estas interacciones es la reacción química en la que se produce una trasformación química de las sustancias que intervienen en ella. Otros tipos de interacción son los diferentes enlaces que pueden darse entre moléculas o entre partes de una misma molécula. Estos enlaces van a dar una mayor estabilidad a las macromoléculas por la formacion de agrgados o de moleculas de mayor tamaño.
1-Enlaces iónicos. Se suelen dar preferentemente en moléculas que contienen grupos -COOH y -NH2. Estos grupos en agua se encuentran ionizados:
-COOH ® -COO- + H+
-NH2 + H+ ® -NH3+
El enlace se debe a las fuerzas de carácter eléctrico que se establecen entre las cargas negativas de los grupos -COO- y las positivas de los grupos -NH+3, bien dentro de una misma molécula o entre moléculas próximas. Estos enlaces en medio acuoso son muy débiles.
2- Los puentes disulfuro. Se llama así a los enlaces covalentes que se forman al reaccionar entre sí dos grupos -S-H para dar -S-S- . Este tipo de enlaces son extraordinariamente resistentes. Los encontraremos en las proteínas uniendo las subunidades que componen algunas moléculas proteicas.
3-Enlaces o puentes de hidrógeno. Se trata de enlaces débiles pero que si se dan en gran número pueden llegar a dar una gran estabilidad a las moléculas.
Los enlaces de hidrógeno se deben a la mayor o menor electronegatividad de los elementos que participan en un enlace covalente. Así, por ejemplo, en los grupos -C-O-H, el oxígeno es más electronegativo que el hidrógeno y atrae hacia sí el par de electrones que forma el enlace covalente. En las proximidades del oxígeno habrá un exceso de carga negativa y, por el contrario, el hidrógeno estará cargado positivamente. Lo mismo sucede con los grupos -C-N-H, u otros, en los que también se produce una diferencia de electronegatividad. Como consecuencia se generarán fuerzas eléctricas entre átomos que presentan un exceso de carga positiva (H) y otros con exceso de carga negativa (O, por ejemplo). Estos enlaces son de gran importancia en determinados compuestos y, en particular, en las proteínas y en los ácidos nucleicos.
4-Fuerzas de Van der Waals. Se trata de fuerzas de carácter eléctrico debidas a pequeñas fluctuaciones en la carga de los átomos. Actúan cuando las moléculas se encuentran muy próximas unas a otras.
5- Uniones hidrofóbicas. Ciertas sustancias insolubles en agua cuando están en un medio acuoso van a mantenerse unidas entre sí por su repulsión al medio en el que se encuentran. Estas uniones, aunque son muy débiles, van a ser de gran importancia en el mantenimiento de los componentes lipídicos de la membranas celulares y en la configuración de muchas proteínas.
Es de destacar que los enlaces más débiles, iónicos y de hidrógeno, particularmente, pueden contribuir en gran manera a la estabilidad de la configuración de una molécula cuando se dan en gran número.
