Porozumění buněčné a molekulární biologii se v poslední době výrazně rozšířilo. Díky těmto důležitým objevům začíná věda postupovat kupředu a hledá nové odpovědi na staré problémy.

Jedním z těchto probíhajících vědeckých pokroků je design molekul. V tomto článku se jednoduchým a dynamickým způsobem dozvíte více o návrhu molekul a jeho hlavních účelech.

Co je to molekula?

Molekula je skupina dvou nebo více atomů, které dohromady tvoří nejmenší rozpoznatelnou jednotku, na kterou lze rozdělit čistý materiál při zachování jeho obsahu a chemických vlastností. Molekuly se označují symbolem prvku a indexem udávajícím počet atomů.

Diatomické molekuly vznikají, když se spojí pouze dva atomy. Oxid uhelnatý (CO) je dvouatomová molekula složená z jednoho atomu uhlíku a jednoho atomu kyslíku. Homojaderná diatomická molekula vzniká, když se spojí dva atomy naprosto stejného prvku, například kyslíku (O2) a dusíku (N) (N2). Víceatomové molekuly, jako je voda (H2O) a oxid uhličitý, obsahují více než dva atomy (CO2). Polymery jsou větší molekuly, které mohou obsahovat tisíce atomů.

Atomy se jako molekuly mohou skládat různými způsoby. Kombinací stejných atomů v různých množstvích může vzniknout několik molekul. Voda (H2O) je tvořena dvěma atomy vodíku a jedním atomem kyslíku, zatímco peroxid vodíku je tvořen dvěma atomy vodíku a dvěma atomy kyslíku (H2O2). A stejné atomy se mohou kombinovat ve stejném poměru, ale v různé fyzikální struktuře. Fyzikální struktura molekuly určuje její vlastnosti. 

Návrh molekuly

Návrh molekuly je inženýrská/vědecká konstrukce, která kombinuje dvě nebo více složek za účelem vytvoření nové biologické látky.

Chemici využívají technické znalosti a ručně experimentují s návrhem molekuly, zavádějí a odstraňují funkční skupiny - seskupení atomů a vazeb s určitými vlastnostmi. I při použití metod, které předvídají ideální požadované vlastnosti, musí chemici stále provádět každý krok modifikace ručně. To může v každé fázi trvat dlouho, a přesto se nemusí podařit získat molekuly s odpovídajícími vlastnostmi.

Účel návrhu molekul

Ve farmaceutickém průmyslu je design molekul cenným přínosem. Kdykoli je uveden na trh nový lék proti rakovině, znamená to úsilí vědců, kteří strávili roky práce v zákulisí, aby vytvořili a otestovali nový design molekuly.

Účelem úpravy designu molekuly je, aby byl lék co nejúčinnější a zároveň bezpečný a jednoduchý na výrobu. Tento typ práce zahrnuje konstrukci každé alternativní molekulární struktury pro testování, což je časově náročná operace, i když výzkumníci mají v úmyslu upravit pouze jediný atom uhlíku, musí si vybrat z tisíců různých možností, jak tuto strukturu vytvořit.

Jedním ze způsobů, jak toho dosáhnout, je použití počítačem podporovaného molekulárního designu (CAMD). Vývoj léčiv je proces řešení problémů, který začíná cílem lokalizovat správnou molekulu a správnou fyzikálně-chemickou vlastnost v určitém molekulárním prostoru. Zde začíná pracovat algoritmus CAMD, který navrhuje a vyvíjí aktivní složky léčiv a také návrh molekuly, kde se vybírají pomocné látky a molekuly nosiče. 

CAMD přišel ukázat, jak si dokáže poradit s farmaceutickými obtížemi a jak mohou být časově náročné techniky pokus-omyl významně nahrazeny počítačovými přístupy. 

Vyvíjí se několik nových technik, včetně model strojového učení vytvořený výzkumníky z MIT. který by mohl pomoci chemikům vyrábět molekuly s vyšší účinností mnohem rychleji díky automatizaci návrhu molekul a urychlit tak vývoj léků. 

Spolupracujte se zkušenými grafiky a vytvořte správnou ilustraci pro svůj výzkum.

Zrakově postižení žáci tvoří 65% populace, podle studie, může být začlenění vizuálních prvků do článků pro sdělení příběhu účinnější. Infografiky využívají vizuální pomůcky, jako jsou grafy, diagramy a schémata, které pomáhají lidem pochopit složitá témata. Spolupracujte s Pozor na grafodbornými grafiky, kteří vytvoří správnou ilustraci pro váš výzkum a zvýší publicitu vaší práce!

Zvyšte svůj výzkum pomocí ilustrací

Související články
logo-odběr

Přihlaste se k odběru našeho newsletteru

Exkluzivní vysoce kvalitní obsah o efektivním vizuálním
komunikace ve vědě.

- Exkluzivní průvodce
- Tipy pro návrh
- Vědecké novinky a trendy
- Výukové programy a šablony