Den siste tiden har forståelsen av celle- og molekylærbiologi økt dramatisk. Med disse viktige oppdagelsene begynner vitenskapen å gjøre fremskritt ved å finne nye svar på gamle problemer.

Et av disse vitenskapelige fremskrittene er molekyldesign. I denne artikkelen vil du lære mer om molekyldesign og dets hovedformål på en enkel og dynamisk måte.

Hva er et molekyl?

Et molekyl er en gruppe på to eller flere atomer som til sammen utgjør den minste gjenkjennelige enheten som et rent materiale kan deles opp i og samtidig beholde sitt innhold og sine kjemiske egenskaper. Molekyler identifiseres med grunnstoffsymbolet og et indeks som angir antall atomer.

Toatomige molekyler dannes når bare to atomer kommer sammen. Karbonmonoksid (CO) er et toatomig molekyl som består av ett karbonatom og ett oksygenatom. Et homonukleært toatomig molekyl dannes når to atomer av nøyaktig samme grunnstoff, for eksempel oksygen (O2) og nitrogen (N) (N2). Polyatomiske molekyler, som vann (H2O) og karbondioksid, består av mer enn to atomer (CO2). Polymerer er større molekyler som kan inneholde tusenvis av atomer.

Som molekyler kan atomer settes sammen på mange forskjellige måter. Flere molekyler kan dannes ved å kombinere de samme atomene i ulike mengder. Vann (H2O) dannes av to hydrogenatomer og ett oksygenatom, mens hydrogenperoksid dannes av to hydrogenatomer og to oksygenatomer (H2O2). Og de samme atomene kan kombineres i samme forhold, men med ulik fysisk struktur. Den fysiske strukturen til et molekyl bestemmer dets egenskaper. 

Molekyldesign

En molekyldesign er en teknisk/vitenskapelig konstruksjon som kombinerer to eller flere komponenter for å generere et nytt biologisk stoff.

Chemists employ technical expertise and do manual experimentation with the molecule design, introducing and removing functional groups – groupings of atoms and bonds with specified qualities. Even when using methods that anticipate ideal desired attributes, chemists must still perform each modification step manually. This can take a long time at each stage and yet not yield molecules with the appropriate characteristics.

Hensikten bak Molecule Design

Når det gjelder legemiddelindustrien, er molekyldesign en verdifull ressurs. Hver gang et nytt kreftlegemiddel lanseres, er det et resultat av innsatsen til forskere som har jobbet i årevis i kulissene for å utvikle og teste et nytt molekyldesign.

Formålet med å endre molekylstrukturen er å gjøre medisinen så effektiv som mulig, samtidig som den skal være trygg og enkel å produsere. Denne typen arbeid innebærer at man må konstruere hver enkelt alternative molekylstruktur som skal testes, noe som er en tidkrevende operasjon selv om forskerne bare har til hensikt å endre på ett enkelt karbonatom - de må nemlig velge blant tusenvis av ulike muligheter for å bygge denne strukturen.

En måte å gjøre dette på er ved hjelp av dataassistert molekylær design (CAMD). Legemiddelutvikling er en problemløsende prosess som begynner med målet om å lokalisere riktig molekyl og riktig fysiokjemisk egenskap i et bestemt molekylrom. Det er her CAMD-algoritmen begynner å operere, ved å designe og utvikle aktive legemiddelkomponenter samt molekyldesignet, der hjelpestoffene og bæremolekylene velges. 

CAMD kom for å demonstrere hvordan den kan håndtere farmasøytiske problemer og hvordan tidkrevende prøve-og-feile-teknikker i stor grad kan erstattes av datamaskiner. 

Flere nye teknikker er under utvikling, blant annet en maskinlæringsmodell utviklet av MIT-forskere som kan hjelpe kjemikere med å produsere molekyler med høyere potens mye raskere ved å automatisere molekyldesign for å fremskynde utviklingen av medisiner. 

Jobb side om side med dyktige grafiske designere for å skape den riktige illustrasjonen for forskningen din.

Visuelle elever utgjør 65% av befolkningen, ifølge en studiekan det være mer effektivt å integrere visuelle elementer i artikler for å kommunisere historien. Infografikk bruker visuelle hjelpemidler som diagrammer, grafer og figurer for å gjøre det lettere å forstå kompliserte emner. Samarbeid med Se opp for grafen’s expert graphic designers to create the right illustration for your research and increase the exposure of your work!

Øke forskningen min med illustrasjoner

Relaterte artikler
logo-abonnement

Abonner på nyhetsbrevet vårt

Eksklusivt innhold av høy kvalitet om effektiv visuell
kommunikasjon innen vitenskap.

- Eksklusiv guide
- Tips om design
- Vitenskapelige nyheter og trender
- Veiledninger og maler