Los enlaces covalentes se forman cuando se comparten pares de electrones entre átomos que interactúan. Estos fuertes enlaces requieren una gran cantidad de energía para romperse.

Mientras que los enlaces covalentes son fuerzas intramoleculares que conectan átomos en moléculas, las atracciones intermoleculares y no covalentes estabilizan grupos de átomos entre moléculas o dentro de diferentes partes de una molécula más grande.

Aunque individualmente débiles, muchas interacciones no covalentes juntas pueden mantener las moléculas asociadas durante un tiempo prolongado.

En los sistemas biológicos se producen cuatro tipos principales de atracciones no covalentes: interacciones iónicas, enlaces de hidrógeno, fuerzas de Van der Waals e interacciones hidrofóbicas.

Las interacciones iónicas ocurren entre iones con carga opuesta.

La columna vertebral del ADN tiene muchos grupos de fosfato cargados negativamente cerca unos de otros. Para estabilizar la molécula, los cationes como el magnesio interactúan con los grupos fosfatos, neutralizando la carga neta en el ADN.

Un enlace de hidrógeno se forma cuando un átomo de hidrógeno que está unido covalentemente a un átomo altamente electronegativo, como el oxígeno o el nitrógeno, interactúa con el par solitario de electrones en otro átomo electronegativo.

En el ADN, las hebras complementarias están emparejadas por enlaces de hidrógeno. Una base de una hebra comparte sus hidrógenos enlazados covalentemente con átomos de nitrógeno u oxígeno en otra base de la hebra opuesta.

Las interacciones de Van der Waals se producen cuando dos moléculas se acercan entre sí.

Estas fuerzas de atracción inespecíficas son el resultado de dipolos temporales generados por el rápido movimiento de electrones a través de la molécula. Sin embargo, cuando las moléculas se acercan demasiado, la repulsión electrostática anula las interacciones de Van der Waals.

Por último, las interacciones hidrofóbicas son una asociación forzada de grupos hidrofóbicos debido a la repulsión de las moléculas de agua.

En un entorno acuoso, las partes hidrofóbicas de las moléculas de lípidos no pueden interrumpir fácilmente el enlace de hidrógeno entre las moléculas de agua.

La interacción entre las moléculas de agua es más fuerte que la interacción entre el agua y las moléculas de lípidos. Entonces, las partes hidrofóbicas de los lípidos se asocian, lo que hace que los lípidos se agreguen.