Что такое структурная биология?

Структурная биология - это область наук, которая занимается физической структурой макромолекул, буквально «больших молекул». Макромолекулы имеют огромное биологическое значение, играя роль во всем - от передачи генетического наследования до модуляции реакций иммунной системы и понимания того, как эти молекулы могут помочь исследователям узнать больше о том, как они работают. Биохимия, молекулярная биология и биофизика - все они участвуют в структурной биологии.

Макромолекулы образуются в процессе, известном как полимеризация, при котором простые молекулы, известные как мономеры, собираются для создания более крупной трехмерной структуры. Форма структуры определяет, как она будет работать, и небольшие изменения в форме или составе могут радикально изменить функции макромолекулы. Структурные биологи смотрят на то, как происходит полимеризация и что происходит, когда появляются ошибки. Они также связывают ошибки с реальными проблемами, такими как рак, который образуется при повреждении ДНК, или заболевания, которые нарушают функцию макромолекул в иммунной системе.

Нуклеиновые кислоты, белки, углеводы и липиды являются макромолекулами. Исследователи могут изучать статическую структуру молекул, чтобы узнать, как они должны выглядеть в нормальных условиях, и они также могут наблюдать, как молекулы собираются в процессе полимеризации, чтобы наблюдать за процессом, как он происходит. Например, сворачивание белка, процесс, который используется для конструирования белков, может быть увлекательным для изучения, и тонкие изменения в конструкции могут быть важны для наблюдения в действии.

Макромолекулы могут быть большими, но они недостаточно велики, чтобы их можно было увидеть без использования специализированных инструментов, таких как электронная микроскопия и кристаллография. Структурная биология предполагает большую терпеливую работу в лаборатории со сложным оборудованием, которое разработано, чтобы помочь людям визуализировать структуры, которые они изучают. В результате может быть довольно дорого содержать лабораторию структурной биологии и вспомогательный персонал.

Люди, которые интересуются структурной биологией как карьерой, должны планировать проводить много времени в школе, так как многие на местах имеют по крайней мере одну докторскую степень. Люди могут работать в академических исследовательских учреждениях, фармацевтических лабораториях и научно-исследовательских учреждениях. Структурная биология может быть довольно конкурентоспособной, с большим давлением на исследователей, чтобы публиковать и делать прорывы в этой области. Исследователи также могут работать над такими проектами, как разработка следующего поколения оборудования и технологий для визуализации, применение навыков структурной биологии для создания оборудования, которое будет способствовать дальнейшим исследованиям и открытиям.