Hva er strukturell biologi?

Strukturell biologi er et vitenskapsfelt som er opptatt av den fysiske strukturen til makromolekyler, bokstavelig talt “store molekyler.” Makromolekyler er av enorm biologisk betydning, og spiller en rolle i alt fra videreføring av genetisk arv til å modulere immunsystemsvar, og forstå hvordan disse molekylene form kan hjelpe forskere å lære mer om hvordan de fungerer. Biokjemi, molekylærbiologi og biofysikk er alle involvert i strukturell biologi.

Makromolekyler dannes gjennom en prosess kjent som polymerisasjon, der enkle molekyler kjent som monomerer er samlet for å skape en større tredimensjonal struktur. Formen på strukturen avgjør hvordan den vil fungere, og små variasjoner i form eller sammensetning kan endre funksjonene til et makromolekyl radikalt. Strukturelle biologer ser på hvordan polymerisering oppstår, og hva som skjer når det dukker opp feil. De kobler også feil med virkelige problemer, for eksempel kreftformer som dannes når DNA er skadet, eller sykdommer som forstyrrer makromolekylenes funksjon i immunsystemet.

Nukleinsyrer, proteiner, karbohydrater og lipider er alle makromolekyler. Forskere kan velge å studere den statiske strukturen til molekylene for å lære hvordan de skal se ut under normale forhold, og de kan også se molekyler samle seg gjennom polymerisasjon for å se på prosessen mens det skjer. For eksempel kan proteinfolding, prosessen som brukes til å konstruere proteiner, være fascinerende å studere, og subtile variasjoner i konstruksjon kan være viktig å se i handling.

Makromolekyler kan være store, men de er ikke store nok til å se uten bruk av spesialiserte verktøy som elektronmikroskopi og krystallografi. Strukturell biologi involverer mye pasientarbeid i laboratoriet med sofistikert utstyr som er designet for å hjelpe mennesker til å visualisere strukturer de studerer. Som et resultat kan det være ganske dyrt å opprettholde et strukturelt biologilaboratorium og støttepersonell.

Mennesker som er interessert i strukturell biologi som en karriere, bør planlegge å tilbringe mye tid på skolen, ettersom mange mennesker i feltet har minst en doktorgrad. Mennesker kan arbeide i akademiske forskningsinnstillinger, farmasøytiske laboratorier og forskningsanlegg. Strukturell biologi kan være ganske konkurransedyktig, med et stort press på forskere for å publisere og gjøre gjennombrudd på feltet. Forskere kan også velge å jobbe med prosjekter som å utvikle neste generasjon av bildebehandlingsutstyr og -teknikker, bruke strukturelle biologiske ferdigheter for å lage utstyret som vil gi videre forskning og funn.