La biología estructural es un campo de las ciencias que se ocupa de la estructura física de las macromoléculas, literalmente «moléculas grandes». Las macromoléculas son de inmensa importancia biológica, desempeñan un papel en todo, desde la transmisión de la herencia genética hasta la modulación de las respuestas del sistema inmunológico, y comprender cómo se forman estas moléculas puede ayudar a los investigadores a aprender más sobre cómo funcionan. La bioquímica, la biología molecular y la biofísica están involucradas en la biología estructural.
Las macromoléculas se forman a través de un proceso conocido como polimerización, en el que se ensamblan moléculas simples conocidas como monómeros para crear una estructura tridimensional más grande. La forma de la estructura determina cómo funcionará, y pequeñas variaciones en la forma o composición pueden alterar radicalmente las funciones de una macromolécula. Los biólogos estructurales analizan cómo ocurre la polimerización y qué sucede cuando surgen errores. También relacionan los errores con problemas del mundo real, como los cánceres que se forman cuando se daña el ADN o las enfermedades que alteran la función de las macromoléculas en el sistema inmunológico.
Los ácidos nucleicos, las proteínas, los carbohidratos y los lípidos son macromoléculas. Los investigadores pueden optar por estudiar la estructura estática de las moléculas para aprender cómo se supone que deben verse en condiciones normales, y también pueden observar cómo las moléculas se ensamblan a través de la polimerización para observar el proceso a medida que ocurre. Por ejemplo, el plegamiento de proteínas, el proceso que se usa para construir proteínas, puede ser fascinante de estudiar, y las variaciones sutiles en la construcción pueden ser importantes de ver en acción.
Las macromoléculas pueden ser grandes, pero no lo suficientemente grandes para verlas sin el uso de herramientas especializadas como microscopía electrónica y cristalografía. La biología estructural implica una gran cantidad de trabajo paciente en el laboratorio con equipos sofisticados que están diseñados para ayudar a las personas a visualizar las estructuras que están estudiando. Como resultado, puede resultar bastante caro mantener un laboratorio de biología estructural y personal de apoyo.
Las personas interesadas en la biología estructural como carrera deben planificar pasar mucho tiempo en la escuela, ya que muchas personas en el campo tienen al menos un doctorado. Las personas pueden trabajar en entornos de investigación académica, laboratorios farmacéuticos e instalaciones de investigación científica. La biología estructural puede ser bastante competitiva, con una gran presión sobre los investigadores para publicar y lograr avances en el campo. Los investigadores también pueden optar por trabajar en proyectos como el desarrollo de la próxima generación de equipos y técnicas de imágenes, aplicando habilidades de biología estructural para crear el equipo que impulsará la investigación y el descubrimiento adicionales.