Yapısal biyoloji - Structural biology

Yapısal biyoloji bir kolu olan moleküler biyoloji , biyokimya ve biyofizik biyolojik molekül yapısıyla ilgili makromoleküller (özellikle protein oluşan, amino asitler , RNA veya DNA , oluşan nükleotid ve zarların oluşan, lipitler , nasıl) sahip oldukları yapıları ve yapılarındaki değişikliklerin işlevlerini nasıl etkilediğini öğrenirler. Bu konu biyologlar için büyük ilgi görüyor çünkü makromoleküller hücrelerin işlevlerinin çoğunu yerine getiriyorlar ve bu işlevleri yalnızca belirli üç boyutlu şekillere sarmak suretiyle gerçekleştirebiliyorlar. Moleküllerin " üçüncül yapısı " olan bu mimari, karmaşık bir şekilde her molekülün temel bileşimine veya " birincil yapıya " bağlıdır.

Son birkaç yılda , biyolojik yapıların in silico çalışmasını tamamlamak için son derece doğru fiziksel moleküler modeller mümkün hale geldi . Bu modellerin örnekleri Protein Veri Bankasında bulunabilir .

Moleküler Dinamik simülasyonları gibi hesaplama teknikleri , protein yapısını, yapısını ve fonksiyonunu genişletmek ve incelemek için ampirik yapı belirleme stratejileri ile birlikte kullanılabilir.

Hemoglobin , kırmızı kan hücrelerinde bulunan oksijen taşıyan protein
Protein Veri Bankasından (PDB) protein yapılarının örnekleri

Tarih

1912'de Max Von Laue, X-Işınlarını kristalize bakır sülfata yönlendirerek bir kırınım modeli oluşturdu . Bu deneyler, X-Işını Kristalografisinin geliştirilmesine ve biyolojik yapıların araştırılmasında kullanılmasına yol açtı . Pepsin kristalleri, Theodore Svedberg tarafından X-Işını kırınımında kullanım için kristalize edilen ilk proteinlerdi . İlk proteinin tersiyer yapısı , bu Myoglobin , tarafından 1958 yılında yayınlanan , John Kendrew . Bu süre zarfında, balsa ahşap veya tel modelleri kullanılarak protein yapılarının modellenmesi yapıldı . 1970'lerin sonlarında CCP4 gibi modelleme yazılımlarının icadı ile modelleme artık bilgisayar yardımı ile yapılmaktadır. Alandaki son gelişmeler , daha önce gizlenmiş yapıların analizine ve sentetik biyolojiye yardımcı olmak için yapısal biyolojinin kullanılmasına izin veren X-Işını serbest elektron lazerlerinin üretimini içermiştir.

Teknikler

Biyomoleküller , en gelişmiş ışık mikroskoplarıyla bile ayrıntılı olarak görülemeyecek kadar küçüktür . Yapısal biyologların yapılarını belirlemek için kullandıkları yöntemler genellikle aynı anda çok sayıda özdeş molekül üzerinde ölçüm yapmayı içerir. Bu yöntemler şunları içerir:

Çoğu zaman araştırmacılar bunları makromoleküllerin " doğal hallerini " incelemek için kullanırlar . Ancak bu yöntemlerin varyasyonları aynı zamanda yeni oluşan veya denatüre moleküllerin kendi doğal durumlarını üstlenmelerini veya yeniden kazanmalarını izlemek için de kullanılır . Protein katlanmasına bakın .

Yapısal biyologların yapıyı anlamak için benimsedikleri üçüncü bir yaklaşım, belirli şekillere yol açan çeşitli diziler arasında örüntüler aramak için biyoinformatiktir . Araştırmacılar genellikle, hidrofobiklik analizi tarafından tahmin edilen zar topolojisine dayalı olarak integral zar proteinlerinin yapısının yönlerini çıkarabilirler . Protein yapısı tahminine bakın .

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar