Raku- ja molekulaarbioloogia mõistmine on viimasel ajal oluliselt suurenenud. Nende oluliste avastuste abil hakkab teadus edenema, töötades välja uusi vastuseid vanadele probleemidele.

Üks neist käimasolevatest teaduslikest edusammudest on molekulide disain. Selles artiklis saate rohkem teada molekulide disainist ja selle peamistest eesmärkidest lihtsal ja dünaamilisel viisil.

Mis on molekul?

Molekul on kahest või enamast aatomist koosnev rühm, mis moodustab väikseima äratuntava ühiku, milleks puhas materjal võib jaguneda, säilitades selle sisu ja keemilised omadused. Molekule tähistatakse elemendi sümboli ja aatomite arvu näitava alajaotusega.

Kaheaatomilised molekulid tekivad, kui kokku saavad ainult kaks aatomit. Süsinikmonooksiid (CO) on kaheaatomiline molekul, mis koosneb ühest süsinikuaatomist ja ühest hapniku aatomist. Homotoomne kaheaatomiline molekul moodustub, kui kaks täpselt sama elemendi aatomit, näiteks hapnik (O2) ja lämmastik (N) (N2), ühinevad. Mitmeaatomilised molekulid, nagu vesi (H2O) ja süsinikdioksiid, sisaldavad rohkem kui kaks aatomit (CO2). Polümeerid on suuremad molekulid, mis võivad sisaldada tuhandeid aatomeid.

Molekulidena võivad aatomid koosneda mitmel viisil. Samade aatomite ühendamisel eri kogustes võib moodustada mitu molekuli. Vesi (H2O) moodustub kahest vesinikuaatomist ja ühest hapniku aatomist, vesinikperoksiid aga kahest vesinikuaatomist ja kahest hapniku aatomist (H2O2). Ja samad aatomid võivad kombineeruda samades vahekordades, kuid erineva füüsikalise struktuuriga. Molekuli füüsikaline struktuur määrab selle omadused. 

Molekuli disain

Molekulide disain on tehniline/teaduslik konstruktsioon, mis ühendab kaks või enam komponenti, et luua uus bioloogiline aine.

Keemikud kasutavad tehnilisi teadmisi ja katsetavad käsitsi molekuli disaini, lisades ja eemaldades funktsionaalrühmi - aatomite ja sidemete rühmitusi, millel on kindlaksmääratud omadused. Isegi kui kasutatakse meetodeid, mis näevad ette ideaalseid soovitud omadusi, peavad keemikud ikkagi iga muutmisetappi käsitsi läbi viima. See võib võtta igas etapis palju aega ja ei anna siiski sobivate omadustega molekule.

Molekulide kavandamise eesmärk

Farmaatsiatööstuses on molekulide disain väärtuslik vara. Iga kord, kui uus vähiravim võetakse kasutusele, on see märk teadlaste jõupingutustest, kes on aastaid töötanud kulisside taga uue molekuli disaini loomisel ja katsetamisel.

Molekuli disaini muutmise eesmärk on muuta ravim nii tõhusaks kui võimalik, jäädes samal ajal ohutuks ja lihtsasti valmistatavaks. Seda tüüpi töö hõlmab iga alternatiivse molekulaarstruktuuri ehitamist katsetamiseks, mis on aeganõudev toiming, isegi kui teadlased kavatsevad muuta ainult ühte süsinikuaatomit, teadlased peavad valima selle struktuuri ehitamiseks tuhandete erinevate võimaluste hulgast.

Üks võimalus selleks on kasutada arvutipõhist molekulaarplaneerimist (CAMD). Ravimite väljatöötamine on probleemide lahendamise protsess, mis algab eesmärgiga lokaliseerida õige molekul ja õige füsiokeemiline omadus teatud molekulaarruumis. CAMD-algoritm hakkab siin tööle, projekteerides ja arendades nii aktiivseid ravimikomponente kui ka molekulide disaini, kus valitakse abiaine- ja kandemolekulid. 

CAMD tuli demonstreerima, kuidas ta saab toime tulla farmaatsiatehniliste raskustega ja kuidas aeganõudvad katse-eksituse meetodid võivad oluliselt asenduda arvutipõhiste lähenemisviisidega. 

Välja on töötatud mitu uut tehnikat, sealhulgas MIT teadlaste loodud masinõppe mudel mis võib aidata keemikutel toota palju kiiremini kõrgema toimeainega molekule, automatiseerides molekulide disaini, et kiirendada ravimite väljatöötamist. 

Töötage kõrvuti asjatundlike graafiliste disaineritega, et luua oma uurimistöö jaoks õige illustratsioon.

Visuaalsete õppijate osakaal on 65% elanikkonnast, vastavalt uuringule, võib visuaalsete elementide integreerimine artiklitesse loo edastamiseks olla tõhusam. Infograafikud kasutavad visuaalseid abivahendeid, nagu graafikud, diagrammid ja diagrammid, et aidata inimestel mõista keerulisi teemasid. Tehke koostööd Mind The Graphekspertidest graafilistest disaineritest, et luua oma uurimistöö jaoks õige illustratsioon ja suurendada oma töö nähtavust!

Suurendada minu uurimistöö illustratsioonidega

Seotud artiklid
logo-subscribe

Tellige meie uudiskiri

Eksklusiivne kvaliteetne sisu tõhusa visuaalse
teabevahetus teaduses.

- Eksklusiivne juhend
- Disaini näpunäited
- Teaduslikud uudised ja suundumused
- Juhendid ja mallid