Înțelegerea biologiei celulare și moleculare a crescut recent în mod dramatic. Odată cu aceste descoperiri importante, știința începe să avanseze prin conceperea de noi răspunsuri la probleme vechi.

Unul dintre aceste progrese științifice în curs de desfășurare este proiectarea moleculelor. În acest articol, veți afla mai multe despre proiectarea moleculelor și principalele sale scopuri într-o manieră simplă și dinamică.

Ce este o moleculă?

O moleculă este un grup de doi sau mai mulți atomi care, împreună, creează cea mai mică unitate recunoscută în care un material pur poate fi divizat, păstrându-și în același timp conținutul și caracteristicile chimice. Moleculele sunt identificate prin simbolul elementului și un indice care indică numărul de atomi.

Moleculele diatomice se formează atunci când doar doi atomi se unesc. Monoxidul de carbon (CO) este o moleculă diatomică compusă dintr-un singur atom de carbon și un atom de oxigen. O moleculă diatomică homonucleară se formează atunci când doi atomi de exact același element, cum ar fi oxigenul (O2) și azotul (N) (N2). Moleculele poliatomice, cum ar fi apa (H2O) și dioxidul de carbon, includ mai mult de doi atomi (CO2). Polimerii sunt molecule mai mari care pot include mii de atomi.

În calitate de molecule, atomii se pot asambla într-o varietate de moduri. Se pot forma mai multe molecule prin combinarea acelorași atomi în cantități diferite. Apa (H2O) este formată din doi atomi de hidrogen și un atom de oxigen, în timp ce peroxidul de hidrogen este format din doi atomi de hidrogen și doi atomi de oxigen (H2O2). Și, aceiași atomi se pot combina în aceleași proporții, dar într-o structură fizică diferită. Structura fizică a unei molecule determină proprietățile acesteia. 

Proiectarea moleculelor

Un proiect de moleculă este o construcție inginerească/științifică care combină două sau mai multe componente pentru a genera un nou agent biologic.

Chimiștii folosesc expertiză tehnică și experimentează manual cu designul moleculei, introducând și eliminând grupuri funcționale - grupări de atomi și legături cu calități specifice. Chiar și atunci când utilizează metode care anticipează atributele ideale dorite, chimiștii trebuie să efectueze manual fiecare etapă de modificare. Acest lucru poate dura mult timp la fiecare etapă și totuși nu produce molecule cu caracteristicile corespunzătoare.

Scopul din spatele Molecule Design

Când vine vorba de industria farmaceutică, designul moleculelor este un atu valoros. Ori de câte ori este introdus un nou medicament împotriva cancerului, acesta marchează eforturile oamenilor de știință care au petrecut ani de zile lucrând în spatele scenei pentru a construi și testa un nou design de moleculă.

Scopul modificării designului unei molecule este de a face medicamentul cât mai eficient posibil, rămânând în același timp sigur și simplu de fabricat. Acest tip de muncă implică construirea fiecărei structuri moleculare alternative pentru testare, ceea ce reprezintă o operațiune care necesită mult timp, chiar dacă cercetătorii intenționează să modifice doar un singur atom de carbon, cercetătorii trebuie să selecteze dintre mii de posibilități diferite pentru a construi această structură.

O modalitate de a face acest lucru este utilizarea designului molecular asistat de calculator (CAMD). Dezvoltarea de medicamente este un proces de rezolvare a problemelor care începe cu obiectivul de a localiza molecula corectă și proprietatea fizico-chimică potrivită într-un anumit spațiu molecular. Algoritmul CAMD începe să funcționeze de aici, proiectând și dezvoltând componentele farmaceutice active, precum și proiectarea moleculei, unde sunt selectate moleculele excipient și suport. 

CAMD a venit să demonstreze cum poate rezolva dificultățile din domeniul farmaceutic și cum tehnicile de încercare și eroare, care necesită mult timp, pot fi înlocuite în mod semnificativ cu abordări computerizate. 

Sunt în curs de dezvoltare mai multe tehnici noi, inclusiv o model de învățare automată creat de cercetătorii de la MIT care i-ar putea ajuta pe chimiști să producă mult mai rapid molecule cu potențe mai mari prin automatizarea conceperii moleculelor pentru a accelera dezvoltarea medicamentelor. 

Lucrați cot la cot cu designeri grafici competenți pentru a crea ilustrația corectă pentru cercetarea dvs.

Învățătorii vizuali reprezintă 65% din populație, conform unui studiu, integrarea de elemente vizuale în articole pentru a comunica povestea poate fi mai eficientă. Infografiile folosesc mijloace vizuale, cum ar fi diagrame, grafice și diagrame, pentru a ajuta oamenii să înțeleagă subiecte complicate. Colaborați cu Atenție la graficpentru a crea ilustrația potrivită pentru cercetarea dumneavoastră și pentru a crește expunerea muncii dumneavoastră!

Mărește-mi cercetarea cu ajutorul ilustrațiilor

Articole conexe
logo-abonare

Abonează-te la newsletter-ul nostru

Conținut exclusiv de înaltă calitate despre vizuale eficiente
comunicarea în domeniul științei.

- Ghid exclusiv
- Sfaturi de design
- Știri și tendințe științifice
- Tutoriale și șabloane