Razumevanje celične in molekularne biologije se je v zadnjem času močno povečalo. S temi pomembnimi odkritji je znanost začela napredovati z iskanjem novih odgovorov na stare probleme.

Eden od teh stalnih znanstvenih dosežkov je oblikovanje molekul. V tem članku boste na preprost in dinamičen način izvedeli več o oblikovanju molekul in njegovih glavnih namenih.

Kaj je molekula?

Molekula je skupina dveh ali več atomov, ki skupaj tvorijo najmanjšo prepoznavno enoto, na katero se lahko razdeli čista snov, pri čemer se ohranijo njena vsebina in kemijske lastnosti. Molekule so označene s simbolom elementa in indeksom, ki označuje število atomov.

Diatomne molekule nastanejo, ko se združita le dva atoma. Ogljikov monoksid (CO) je diatomska molekula, sestavljena iz enega atoma ogljika in enega atoma kisika. Homonuklearna diatomska molekula nastane, ko se združita dva atoma popolnoma istega elementa, na primer kisika (O2) in dušika (N) (N2). Poliatomske molekule, kot sta voda (H2O) in ogljikov dioksid, vsebujejo več kot dva atoma (CO2). Polimeri so večje molekule, ki lahko vsebujejo na tisoče atomov.

Kot molekule se lahko atomi sestavljajo na različne načine. Z združevanjem istih atomov v različnih količinah lahko nastane več molekul. Voda (H2O) nastane iz dveh atomov vodika in enega atoma kisika, vodikov peroksid pa iz dveh atomov vodika in dveh atomov kisika (H2O2). Isti atomi se lahko združujejo v enakih razmerjih, vendar v različni fizikalni strukturi. Fizikalna struktura molekule določa njene lastnosti. 

Oblikovanje molekul

Zasnova molekule je inženirska/znanstvena konstrukcija, ki združuje dve ali več sestavin za ustvarjanje novega biološkega sredstva.

Kemiki uporabljajo tehnično znanje in izkušnje ter ročno eksperimentirajo z zasnovo molekul, pri čemer uvajajo in odstranjujejo funkcionalne skupine - skupine atomov in vezi z določenimi lastnostmi. Tudi če uporabljajo metode, ki predvidevajo idealne želene lastnosti, morajo kemiki še vedno ročno izvesti vsak korak modifikacije. To lahko na vsaki stopnji traja zelo dolgo, vendar se pri tem ne pridobijo molekule z ustreznimi lastnostmi.

Namen oblikovanja molekul

V farmacevtski industriji je oblikovanje molekul dragoceno sredstvo. Vsakič, ko je predstavljeno novo zdravilo proti raku, je to znamenje prizadevanj znanstvenikov, ki so leta delali v ozadju, da bi oblikovali in preizkusili novo zasnovo molekule.

Namen spreminjanja zasnove molekule je, da bi bilo zdravilo čim bolj učinkovito, hkrati pa varno in preprosto za izdelavo. Ta vrsta dela vključuje izdelavo vsake alternativne molekularne strukture za testiranje, kar je dolgotrajno opravilo, tudi če nameravajo raziskovalci prilagoditi le en ogljikov atom, saj morajo za izdelavo te strukture izbrati na tisoče različnih možnosti.

Eden od načinov je računalniško podprto molekularno načrtovanje (CAMD). Razvoj zdravil je proces reševanja problemov, ki se začne s ciljem lociranja prave molekule in prave fizikalno-kemijske lastnosti v določenem molekularnem prostoru. Tu začne delovati algoritem CAMD, ki načrtuje in razvija aktivne farmacevtske sestavine ter načrtovanje molekule, kjer se izberejo molekule pomožnih snovi in nosilcev. 

CAMD je prišel pokazat, kako se lahko spoprime s težavami v farmaciji in kako lahko dolgotrajne tehnike poskusov in napak v veliki meri nadomestijo računalniški pristopi. 

Razvija se več novih tehnik, vključno z model strojnega učenja, ki so ga ustvarili raziskovalci MIT. ki bi lahko kemikom pomagal hitreje proizvajati molekule z večjimi močmi, saj bi z avtomatizacijo načrtovanja molekul pospešil razvoj zdravil. 

Sodelujte s spretnimi grafičnimi oblikovalci in ustvarite pravo ilustracijo za svojo raziskavo.

Med učenci, ki se učijo vizualno, je 65% prebivalstva, glede na študijo, je lahko vključevanje vizualnih elementov v članke za posredovanje zgodbe učinkovitejše. Infografike uporabljajo vizualne pripomočke, kot so preglednice, grafi in diagrami, ki ljudem pomagajo razumeti zapletene teme. Sodelujte z Opazujte grafStrokovni grafični oblikovalci lahko ustvarijo pravo ilustracijo za vašo raziskavo in povečajo prepoznavnost vašega dela!

Povečajte število mojih raziskav z ilustracijami

Sorodni članki
logotip-odjava

Naročite se na naše novice

Ekskluzivna visokokakovostna vsebina o učinkovitih vizualnih
komuniciranje v znanosti.

- Ekskluzivni vodnik
- Nasveti za oblikovanje
- Znanstvene novice in trendi
- Učni listi in predloge