Forståelsen af celle- og molekylærbiologi er på det seneste vokset dramatisk. Med disse vigtige opdagelser begynder videnskaben at gøre fremskridt ved at udtænke nye svar på gamle problemer.

Et af disse igangværende videnskabelige fremskridt er molekyledesign. I denne artikel vil du lære mere om molekyledesign og dets hovedformål på en enkel og dynamisk måde.

Hvad er et molekyle?

Et molekyle er en gruppe af to eller flere atomer, der tilsammen udgør den mindste genkendelige enhed, som et rent materiale kan opdeles i, mens dets indhold og kemiske egenskaber bevares. Molekyler identificeres ved grundstofsymbolet og et subscript, der angiver antallet af atomer.

Diatomiske molekyler dannes, når kun to atomer mødes. Kulmonoxid (CO) er et diatomisk molekyle, der består af et enkelt kulstofatom og et iltatom. Et homonukleart diatomisk molekyle dannes, når to atomer af præcis samme grundstof, såsom oxygen (O2) og nitrogen (N) (N2), mødes. Polyatomiske molekyler, som f.eks. vand (H2O) og kuldioxid, indeholder mere end to atomer (CO2). Polymerer er større molekyler, der kan indeholde tusindvis af atomer.

Som molekyler kan atomer samles på mange forskellige måder. Flere molekyler kan dannes ved at kombinere de samme atomer i forskellige mængder. Vand (H2O) er dannet af to hydrogenatomer og et oxygenatom, mens hydrogenperoxid er dannet af to hydrogenatomer og to oxygenatomer (H2O2). Og de samme atomer kan kombineres i de samme forhold, men i en anden fysisk struktur. Den fysiske struktur af et molekyle bestemmer dets egenskaber. 

Design af molekyler

Et molekyledesign er en teknisk/videnskabelig konstruktion, der kombinerer to eller flere komponenter for at skabe et nyt biologisk middel.

Kemikere anvender teknisk ekspertise og eksperimenterer manuelt med molekyledesignet ved at introducere og fjerne funktionelle grupper - grupperinger af atomer og bindinger med bestemte egenskaber. Selv når man bruger metoder, der forudser de ideelle ønskede egenskaber, skal kemikerne stadig udføre hvert modifikationstrin manuelt. Det kan tage lang tid på hvert trin og alligevel ikke give molekyler med de rette egenskaber.

Formålet bag Molecule Design

Når det gælder medicinalindustrien, er molekyledesign et værdifuldt aktiv. Hver gang en ny kræftmedicin introduceres, er det resultatet af en indsats fra forskere, der har arbejdet i årevis bag kulisserne for at udvikle og teste et nyt molekyledesign.

Formålet med at modificere et molekyles design er at gøre medicinen så effektiv som muligt, samtidig med at den er sikker og enkel at fremstille. Denne type arbejde involverer konstruktionen af hver alternativ molekylestruktur til test, hvilket er en tidskrævende operation, selv hvis forskerne kun har til hensigt at justere et enkelt kulstofatom, skal forskerne vælge blandt tusindvis af forskellige muligheder for at bygge denne struktur.

En måde at gøre det på er ved at bruge computerstøttet molekylært design (CAMD). Lægemiddeludvikling er en problemløsningsproces, der begynder med målet om at lokalisere det rigtige molekyle og den rigtige fysiokemiske egenskab over et bestemt molekylært rum. CAMD-algoritmen begynder at arbejde her med at designe og udvikle aktive farmaceutiske komponenter såvel som molekyledesignet, hvor hjælpestofferne og bæremolekylerne udvælges. 

CAMD kom for at demonstrere, hvordan det kan håndtere farmaceutiske vanskeligheder, og hvordan tidskrævende trial-and-error-teknikker i høj grad kan erstattes af computertilgange. 

Flere nye teknikker er under udvikling, herunder en maskinlæringsmodel skabt af MIT-forskere der kan hjælpe kemikere med at producere molekyler med højere styrke meget hurtigere ved at automatisere molekyledesign for at fremskynde udviklingen af medicin. 

Arbejd side om side med dygtige grafiske designere for at skabe den rigtige illustration til din forskning.

Med visuelle elever, der udgør 65% af befolkningen, ifølge en undersøgelsekan det være mere effektivt at integrere visuelle elementer i artikler for at kommunikere historien. Infografik bruger visuelle hjælpemidler som diagrammer, grafer og skemaer til at hjælpe folk med at forstå komplicerede emner. Samarbejd med Pas på grafen's dygtige grafiske designere til at skabe den rette illustration til din forskning og øge eksponeringen af dit arbejde!

Øg min research med illustrationer

Relaterede artikler
logo-abonnement

Tilmeld dig vores nyhedsbrev

Eksklusivt indhold af høj kvalitet om effektiv visuel
kommunikation inden for videnskab.

- Eksklusiv guide
- Tips til design
- Videnskabelige nyheder og tendenser
- Vejledninger og skabeloner