Che cos'è la biologia strutturale?
La biologia strutturale è un campo delle scienze che si occupa della struttura fisica delle macromolecole, letteralmente "grandi molecole". Le macromolecole sono di immensa importanza biologica, svolgono un ruolo in tutto, dal passaggio dell'eredità genetica alla modulazione delle risposte del sistema immunitario e alla comprensione di come la forma di queste molecole può aiutare i ricercatori a saperne di più su come funzionano. Biochimica, biologia molecolare e biofisica sono tutti coinvolti nella biologia strutturale.
Le macromolecole si formano attraverso un processo noto come polimerizzazione, in cui molecole semplici note come monomeri sono assemblate per creare una struttura tridimensionale più grande. La forma della struttura determina come funzionerà e piccole variazioni nella forma o nella composizione possono alterare radicalmente le funzioni di una macromolecola. I biologi strutturali osservano come avviene la polimerizzazione e cosa succede quando emergono errori. Collegano anche errori con problemi del mondo reale, come tumori che si formano quando il DNA è danneggiato o malattie che interrompono la funzione delle macromolecole nel sistema immunitario.
Acidi nucleici, proteine, carboidrati e lipidi sono tutte macromolecole. I ricercatori possono scegliere di studiare la struttura statica delle molecole per imparare come dovrebbero apparire in condizioni normali, e possono anche osservare le molecole che si assemblano attraverso la polimerizzazione per osservare il processo in tempo reale. Ad esempio, il ripiegamento delle proteine, il processo utilizzato per costruire le proteine, può essere affascinante da studiare e variazioni sottili nella costruzione possono essere importanti da vedere in azione.
Le macromolecole possono essere grandi, ma non sono abbastanza grandi per essere viste senza l'uso di strumenti specializzati come la microscopia elettronica e la cristallografia. La biologia strutturale comporta una grande mole di lavoro dei pazienti in laboratorio con sofisticate apparecchiature progettate per aiutare le persone a visualizzare le strutture che stanno studiando. Di conseguenza, può essere piuttosto costoso mantenere un laboratorio di biologia strutturale e supportare il personale.
Le persone che sono interessate alla biologia strutturale come carriera dovrebbero pianificare di trascorrere molto tempo a scuola, poiché molte persone sul campo possiedono almeno un dottorato. Le persone possono lavorare in contesti di ricerca accademica, laboratori farmaceutici e strutture di ricerca scientifica. La biologia strutturale può essere abbastanza competitiva, con una grande pressione sui ricercatori affinché pubblicino e facciano scoperte nel campo. I ricercatori possono anche scegliere di lavorare su progetti come lo sviluppo della prossima generazione di apparecchiature e tecniche di imaging, applicando le competenze di biologia strutturale alla creazione di apparecchiature che alimenteranno ulteriori ricerche e scoperte.