Was ist Strukturbiologie?
Die Strukturbiologie ist ein Gebiet der Wissenschaften, das sich mit der physikalischen Struktur von Makromolekülen befasst, im wahrsten Sinne des Wortes "großen Molekülen". Makromoleküle sind von immenser biologischer Bedeutung und spielen bei allem eine Rolle, von der Weitergabe der genetischen Vererbung bis zur Modulation der Reaktionen des Immunsystems und dem Verstehen, wie Diese Molekülform kann Forschern dabei helfen, mehr über ihre Funktionsweise zu erfahren. Biochemie, Molekularbiologie und Biophysik sind alle in der Strukturbiologie beteiligt.
Makromoleküle entstehen durch einen als Polymerisation bekannten Prozess, bei dem einfache Moleküle, sogenannte Monomere, zu einer größeren dreidimensionalen Struktur zusammengefügt werden. Die Form der Struktur bestimmt, wie sie funktioniert, und kleine Abweichungen in Form oder Zusammensetzung können die Funktionen eines Makromoleküls radikal verändern. Strukturbiologen untersuchen, wie Polymerisation stattfindet und was passiert, wenn Fehler auftreten. Sie verbinden auch Fehler mit Problemen der realen Welt, wie Krebs, der entsteht, wenn DNA beschädigt wird, oder Krankheiten, die die Funktion der Makromoleküle im Immunsystem stören.
Nukleinsäuren, Proteine, Kohlenhydrate und Lipide sind Makromoleküle. Forscher können sich entscheiden, die statische Struktur der Moleküle zu untersuchen, um zu erfahren, wie sie unter normalen Bedingungen aussehen sollen, und sie können auch beobachten, wie sich Moleküle durch Polymerisation zusammensetzen, um den Prozess zu beobachten, wie er abläuft. Zum Beispiel kann die Proteinfaltung, der Prozess, der zum Aufbau von Proteinen verwendet wird, faszinierend zu studieren sein, und subtile Variationen im Aufbau können wichtig sein, um in Aktion zu sehen.
Makromoleküle mögen groß sein, aber sie sind nicht groß genug, um ohne die Verwendung spezieller Werkzeuge wie Elektronenmikroskopie und Kristallographie gesehen zu werden. Die Strukturbiologie erfordert viel geduldige Arbeit im Labor mit hochentwickelten Geräten, die den Menschen helfen sollen, die Strukturen, die sie untersuchen, zu visualisieren. Infolgedessen kann es ziemlich teuer sein, ein strukturbiologisches Labor und Hilfspersonal zu unterhalten.
Wer sich beruflich für Strukturbiologie interessiert, sollte viel Zeit in der Schule verbringen, da viele Fachkräfte mindestens einen Doktortitel haben. Menschen können in akademischen Forschungsumgebungen, pharmazeutischen Labors und wissenschaftlichen Forschungseinrichtungen arbeiten. Die Strukturbiologie kann durchaus wettbewerbsfähig sein und einen hohen Druck auf die Forscher ausüben, auf diesem Gebiet zu veröffentlichen und Durchbrüche zu erzielen. Forscher können sich auch dafür entscheiden, an Projekten wie der Entwicklung der nächsten Generation von Bildgebungsgeräten und -techniken mitzuarbeiten und strukturbiologische Fähigkeiten anzuwenden, um Geräte zu entwickeln, die die Forschung und Entdeckung vorantreiben.