Loading AI tools
מוויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
הביולוגיה המבנית היא תחום בביולוגיה אשר עוסק בחקר המבנה של מקרומולקולות – חלבונים וחומצות גרעין. מעבר למציאת המבנה עצמו, חוקרי הביולוגיה המבנית מנסים להבין את המנגנון אשר גורם לקיפול של המקרומולקולות בתא החי.
הנושא הוא בעל חשיבות רבה, שכן המקרומולקולות מבצעות את רוב התפקידים בתא, ותפקודן משתבש גם בעקבות שינויים קלים במבנה התלת-ממדי של המולקולה. בעוד שקביעת רצף ה־DNA או רצף החלבון הן משימות פשוטות יחסית בטכנולוגיה של ימינו, קביעת המבנה התלת-ממדי המדויק של החלבונים ובמיוחד של חומצות הגרעין נותרו משימות קשות המצויות בחזית המדע. בניגוד לביוכימיה, הביולוגיה המבנית אינה עוסקת באספקטים הקינטיים של התגובות הכימיות שבהן משתתפת המולקולה, אלא רק במבנה האתרים אשר מבצעים תגובות אלה.
בביוכימיה נהוג לחלק את מבנה המקרומולקולות ל-4 מבנים היררכיים:
חלבונים וחומצות הגרעין קטנים מכדי שאפשר יהיה לבחון אותם אפילו דרך מיקרוסקופ האור המשוכלל ביותר, ולכן בחינה פיזית של המבנה שלהם מתבצעת בדרך כלל על ידי גבישים המכילים אלפי מקרומולקולות. השיטות הקיימות לבחינה פיזית של המבנה הן:
החסרון בשימוש בשיטות הנ"ל הוא הצורך בקיבוע המקרומוקולות בתוך מבנה כגון גביש, דבר שמעלה את החשש שהמבנה המתקבל יהיה שונה מזה שבו החלבון מצוי בתא. הבעיה מתחדדת כאשר מדובר על חלבונים ממברנליים – חלבונים שבמצבם הרגיל בתא נמצאים על גבי קרום התא. חלבונים אלה אינם ניתנים לגיבוש ולכן עד היום ידועים רק מבנים ספורים של חלבונים אלה וקיימות מחלוקות רבות לגבי נכונותם.
על מנת להתגבר על בעיות אלה ואחרות בביולוגיה מבנית קיים שימוש רב בכלים של הביואינפורמטיקה לצורכי חיזוי מבנה החלבון. שיטות אלה מנסות לחזות מבנה של חלבונים שהמבנה שלהם אינו ידוע באמצעות חישובים המשתמשים בידע המבני הקיים על חלבונים אחרים (Homology modeling) או באמצעות שימוש ברצף המקודד בלבד. השיטות מנסות למצוא מקטעים מהרצף אשר מקודדים ליחידות מבניות מסוימות. עבור חלבונים ממברנליים, נעשה פעמים רבות שימוש במידע על מידת ההידרופוביות של חומצות האמינו בחלבון, על מנת לחזות את מקטעי החלבון שבהם הוא חוצה את קרום התא.
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
