Die Strukturbiologie ist ein Gebiet der Wissenschaften, das sich mit der physikalischen Struktur von Makromolekülen, wörtlich „großen Molekülen“, befasst. Makromoleküle sind von immenser biologischer Bedeutung und spielen bei allem eine Rolle, von der Weitergabe genetischer Vererbung bis hin zur Modulation der Reaktionen des Immunsystems. Biochemie, Molekularbiologie und Biophysik sind alle an der Strukturbiologie beteiligt.
Makromoleküle bilden sich durch einen als Polymerisation bekannten Prozess, bei dem einfache Moleküle, die als Monomere bekannt sind, zu einer größeren dreidimensionalen Struktur zusammengesetzt werden. Die Form der Struktur bestimmt, wie sie funktioniert, und kleine Variationen in Form oder Zusammensetzung können die Funktionen eines Makromoleküls radikal verändern. Strukturbiologen untersuchen, wie Polymerisation abläuft und was passiert, wenn Fehler auftreten. Sie verbinden auch Fehler mit realen Problemen, wie Krebs, der sich durch DNA-Schäden bildet, oder Krankheiten, die die Funktion der Makromoleküle im Immunsystem stören.
Nukleinsäuren, Proteine, Kohlenhydrate und Lipide sind alles Makromoleküle. Forscher können sich dafür entscheiden, die statische Struktur der Moleküle zu untersuchen, um zu erfahren, wie sie unter normalen Bedingungen aussehen sollen, und sie können auch beobachten, wie sich Moleküle durch die Polymerisation zusammensetzen, um den Prozess zu beobachten, wie er abläuft. Zum Beispiel kann die Proteinfaltung, der Prozess, der verwendet wird, um Proteine zu konstruieren, faszinierend zu studieren sein, und es kann wichtig sein, subtile Variationen in der Konstruktion in Aktion zu sehen.
Makromoleküle mögen groß sein, aber sie sind nicht groß genug, um sie ohne den Einsatz spezieller Werkzeuge wie Elektronenmikroskopie und Kristallographie zu sehen. Strukturbiologie erfordert viel Patientenarbeit im Labor mit ausgeklügelten Geräten, die den Menschen helfen sollen, die Strukturen, die sie studieren, zu visualisieren. Daher kann es sehr teuer sein, ein strukturbiologisches Labor und unterstützendes Personal zu unterhalten.
Wer sich für den Beruf der Strukturbiologie interessiert, sollte viel Zeit in der Schule einplanen, da viele auf dem Gebiet mindestens einen Doktortitel haben. Menschen können in akademischen Forschungseinrichtungen, pharmazeutischen Labors und wissenschaftlichen Forschungseinrichtungen arbeiten. Die Strukturbiologie kann ziemlich wettbewerbsfähig sein, mit großem Druck auf die Forscher, zu veröffentlichen und auf diesem Gebiet Durchbrüche zu erzielen. Forscher können sich auch dafür entscheiden, an Projekten wie der Entwicklung der nächsten Generation von Bildgebungsgeräten und -techniken zu arbeiten und strukturbiologische Fähigkeiten zur Entwicklung von Geräten anzuwenden, die weitere Forschungen und Entdeckungen vorantreiben.