Wat is structurele biologie?
Structurele biologie is een wetenschapsgebied dat zich bezighoudt met de fysieke structuur van macromoleculen, letterlijk "grote moleculen". Macromoleculen zijn van enorm biologisch belang en spelen een rol bij alles, van het doorgeven van genetische overerving tot het moduleren van immuunsysteemreacties en begrijpen hoe deze moleculen kunnen onderzoekers helpen meer te leren over hoe ze werken. Biochemie, moleculaire biologie en biofysica zijn allemaal betrokken bij structurele biologie.
Macromoleculen vormen zich via een proces dat bekend staat als polymerisatie, waarbij eenvoudige moleculen die bekend staan als monomeren worden samengevoegd om een grotere driedimensionale structuur te creëren. De vorm van de structuur bepaalt hoe het werkt en kleine variaties in vorm of samenstelling kunnen de functies van een macromolecuul radicaal veranderen. Structurele biologen kijken hoe polymerisatie optreedt en wat er gebeurt als er fouten optreden. Ze verbinden ook fouten met problemen uit de echte wereld, zoals kankers die ontstaan wanneer DNA wordt beschadigd, of ziekten die de functie van de macromoleculen in het immuunsysteem verstoren.
Nucleïnezuren, eiwitten, koolhydraten en lipiden zijn allemaal macromoleculen. Onderzoekers kunnen ervoor kiezen om de statische structuur van de moleculen te bestuderen om te leren hoe ze er onder normale omstandigheden uit moeten zien, en ze kunnen ook kijken hoe moleculen zichzelf assembleren door polymerisatie om het proces te zien zoals het gebeurt. Eiwitvouwen, het proces dat wordt gebruikt om eiwitten te construeren, kan bijvoorbeeld fascinerend zijn om te bestuderen en subtiele variaties in constructie kunnen belangrijk zijn om in actie te zien.
Macromoleculen kunnen groot zijn, maar ze zijn niet groot genoeg om te zien zonder het gebruik van gespecialiseerde hulpmiddelen zoals elektronenmicroscopie en kristallografie. Structurele biologie omvat veel patiëntwerk in het lab met geavanceerde apparatuur die is ontworpen om mensen te helpen de structuren die ze bestuderen te visualiseren. Als gevolg hiervan kan het vrij duur zijn om een laboratorium voor structurele biologie en ondersteunend personeel te onderhouden.
Mensen die geïnteresseerd zijn in structurele biologie als carrière, moeten van plan zijn veel tijd op school door te brengen, omdat veel mensen in het veld minstens één doctoraat hebben. Mensen kunnen werken in academische onderzoeksinstellingen, farmaceutische laboratoria en wetenschappelijke onderzoeksfaciliteiten. Structurele biologie kan behoorlijk competitief zijn, met veel druk op onderzoekers om te publiceren en doorbraken in het veld te maken. Onderzoekers kunnen er ook voor kiezen om aan projecten te werken, zoals het ontwikkelen van de volgende generatie beeldvormingsapparatuur en -technieken, door structurele biologievaardigheden toe te passen op het maken van de apparatuur die verder onderzoek en ontdekking zal stimuleren.