Biologia structurală este un domeniu al științelor care se preocupă de structura fizică a macromoleculelor, literalmente „molecule mari”. Macromoleculele sunt de o importanță biologică imensă, jucând un rol în orice, de la transmiterea moștenirii genetice la modularea răspunsurilor sistemului imunitar și înțelegerea modului în care se formează aceste molecule poate ajuta cercetătorii să învețe mai multe despre modul în care funcționează. Biochimia, biologia moleculară și biofizica sunt toate implicate în biologia structurală.
Macromoleculele se formează printr-un proces cunoscut sub numele de polimerizare, în care moleculele simple cunoscute sub numele de monomeri sunt asamblate pentru a crea o structură tridimensională mai mare. Forma structurii determină modul în care va funcționa, iar micile variații ale formei sau compoziției pot modifica radical funcțiile unei macromolecule. Biologii structurali se uită la modul în care are loc polimerizarea și ce se întâmplă atunci când apar erori. De asemenea, ele conectează erorile cu problemele din lumea reală, cum ar fi cancerele care se formează atunci când ADN-ul este deteriorat sau bolile care perturbă funcția macromoleculelor din sistemul imunitar.
Acizii nucleici, proteinele, carbohidrații și lipidele sunt toate macromolecule. Cercetătorii pot opta pentru a studia structura statică a moleculelor pentru a afla cum ar trebui să arate în condiții normale și pot, de asemenea, să urmărească moleculele care se asambla prin polimerizare pentru a urmări procesul așa cum se întâmplă. De exemplu, plierea proteinelor, procesul care este utilizat pentru a construi proteine, poate fi fascinant de studiat, iar variațiile subtile ale construcției pot fi importante de văzut în acțiune.
Macromoleculele pot fi mari, dar nu sunt suficient de mari pentru a fi văzute fără utilizarea unor instrumente specializate, cum ar fi microscopia electronică și cristalografia. Biologia structurală implică o mare parte de muncă a pacientului în laborator cu echipamente sofisticate care sunt concepute pentru a ajuta oamenii să vizualizeze structurile pe care le studiază. Ca rezultat, poate fi destul de costisitor să întreținem un laborator de biologie structurală și un personal de sprijin.
Oamenii care sunt interesați de biologia structurală ca carieră ar trebui să plănuiască să petreacă mult timp la școală, deoarece mulți oameni din domeniu dețin cel puțin o diplomă de doctorat. Oamenii pot lucra în medii de cercetare academică, laboratoare farmaceutice și unități de cercetare științifică. Biologia structurală poate fi destul de competitivă, cu o mare presiune asupra cercetătorilor pentru a publica și pentru a face descoperiri în domeniu. Cercetătorii pot opta, de asemenea, să lucreze la proiecte precum dezvoltarea următoarei generații de echipamente și tehnici de imagistică, aplicarea abilităților de biologie structurală pentru a crea echipamente care vor alimenta cercetările și descoperirile ulterioare.