Pochopenie bunkovej a molekulárnej biológie sa v poslednom čase výrazne zvýšilo. Vďaka týmto dôležitým objavom začína veda napredovať a nachádza nové odpovede na staré problémy.

Jedným z týchto prebiehajúcich vedeckých pokrokov je dizajn molekúl. V tomto článku sa jednoduchým a dynamickým spôsobom dozviete viac o dizajne molekúl a jeho hlavných účeloch.

Čo je to molekula?

Molekula je skupina dvoch alebo viacerých atómov, ktoré spolu tvoria najmenšiu rozpoznateľnú jednotku, na ktorú možno rozdeliť čistý materiál, pričom sa zachová jeho obsah a chemické vlastnosti. Molekuly sa označujú symbolom prvku a indexom označujúcim počet atómov.

Diatomické molekuly vznikajú, keď sa spoja iba dva atómy. Oxid uhoľnatý (CO) je dvojatómová molekula zložená z jedného atómu uhlíka a jedného atómu kyslíka. Homojadrová diatomická molekula vzniká, keď sa spoja dva atómy presne toho istého prvku, napríklad kyslíka (O2) a dusíka (N) (N2). Mnohoatómové molekuly, ako napríklad voda (H2O) a oxid uhličitý, obsahujú viac ako dva atómy (CO2). Polyméry sú väčšie molekuly, ktoré môžu obsahovať tisíce atómov.

Ako molekuly sa atómy môžu skladať rôznymi spôsobmi. Kombináciou rovnakých atómov v rôznych množstvách môže vzniknúť niekoľko molekúl. Voda (H2O) je tvorená dvoma atómami vodíka a jedným atómom kyslíka, zatiaľ čo peroxid vodíka je tvorený dvoma atómami vodíka a dvoma atómami kyslíka (H2O2). A tie isté atómy sa môžu kombinovať v rovnakých pomeroch, ale v rôznej fyzikálnej štruktúre. Fyzikálna štruktúra molekuly určuje jej vlastnosti. 

Návrh molekúl

Návrh molekuly je inžinierska/vedecká konštrukcia, ktorá kombinuje dve alebo viac zložiek s cieľom vytvoriť novú biologickú látku.

Chemici využívajú technické znalosti a manuálne experimentujú s návrhom molekuly, pričom zavádzajú a odstraňujú funkčné skupiny - zoskupenia atómov a väzieb so špecifickými vlastnosťami. Aj keď sa používajú metódy, ktoré predpokladajú ideálne požadované vlastnosti, chemici musia každý krok modifikácie vykonať ručne. To môže v každej fáze trvať dlho a napriek tomu sa nedosiahnu molekuly s vhodnými vlastnosťami.

Účel návrhu molekúl

Pokiaľ ide o farmaceutický priemysel, dizajn molekúl je cenným prínosom. Vždy, keď sa predstaví nový liek proti rakovine, znamená to úsilie vedcov, ktorí strávili roky práce v zákulisí, aby vytvorili a otestovali nový dizajn molekuly.

Cieľom úpravy dizajnu molekuly je dosiahnuť, aby bol liek čo najúčinnejší a zároveň bezpečný a jednoduchý na výrobu. Tento typ práce zahŕňa konštrukciu každej alternatívnej molekulovej štruktúry na testovanie, čo je časovo náročná operácia, aj keď výskumníci majú v úmysle upraviť len jeden atóm uhlíka, výskumníci musia vyberať z tisícov rôznych možností na vytvorenie tejto štruktúry.

Jedným zo spôsobov je použitie počítačom podporovaného molekulárneho dizajnu (CAMD). Vývoj liekov je proces riešenia problémov, ktorý sa začína s cieľom lokalizovať správnu molekulu a správnu fyzikálno-chemickú vlastnosť v určitom molekulárnom priestore. Tu začína fungovať algoritmus CAMD, ktorý navrhuje a vyvíja aktívne farmaceutické zložky, ako aj návrh molekuly, kde sa vyberajú pomocné látky a molekuly nosičov. 

CAMD prišiel demonštrovať, ako dokáže zvládnuť farmaceutické ťažkosti a ako sa časovo náročné techniky pokusov a omylov dajú výrazne nahradiť počítačovými prístupmi. 

Vyvíja sa niekoľko nových techník vrátane model strojového učenia vytvorený výskumníkmi MIT ktorý by mohol pomôcť chemikom vyrábať molekuly s vyššou účinnosťou oveľa rýchlejšie prostredníctvom automatizácie návrhu molekúl, aby sa urýchlil vývoj liekov. 

Spolupracujte so zdatnými grafikmi na vytvorení správnej ilustrácie pre váš výskum

Zrakovo postihnutí žiaci tvoria 65% populácie, podľa štúdie, začlenenie vizuálnych prvkov do článkov s cieľom sprostredkovať príbeh môže byť účinnejšie. Infografiky využívajú vizuálne pomôcky, ako sú tabuľky, grafy a diagramy, ktoré pomáhajú ľuďom pochopiť zložité témy. Spolupracujte s Pozor na graf's odbornými grafickými dizajnérmi, aby ste vytvorili tú správnu ilustráciu pre váš výskum a zvýšili expozíciu vašej práce!

Zvýšte svoj výskum pomocou ilustrácií

Súvisiace články
logo-odhláška

Prihláste sa na odber nášho newslettera

Exkluzívny vysokokvalitný obsah o efektívnom vizuálnom
komunikácia vo vede.

- Exkluzívny sprievodca
- Tipy na dizajn
- Vedecké novinky a trendy
- Návody a šablóny