Fara í innihald

Byggingarlíffræði

Úr Wikipediu, frjálsa alfræðiritinu
DNA helix.

Byggingarlíffræði (á ensku Structural Biology) er þverfagleg undirgrein efnafræði og líffræði sem rannsakar þrívíddarbyggingu lífefna, svosem prótína, og kjarnsýra, og meðal annars tenginguna milli uppbyggingu mismunandi lífsameinda og starfsemi þeirra.[1]

Saga byggingarlíffræði[breyta | breyta frumkóða]

Rosalind Franklin framkallaði fyrsta röntgenbylgjubeygjumynstur (á ensku diffraction pattern) DNA ásamt doktorsnemanum Raymond Gosling árið 1952.[2] Þrívíddarbygging DNA var síðan birt árið 1953, síðar unnu James Watson, Francis Crick og Maurice Wilkins Nóbelsverðlaun fyrir að leiða út byggingu þess.[3][4] Pepsín var fyrsta próteinið til þess að vera kristallað, en bygging þess var leyst af Theodore Svedberg með röntgengeislagreiningu.[5] Árið 1958 birti rannsóknarhópur John Kendrew þrívíddarbyggingu mýóglóbíns, sem er próteinsameind sem flytur súrefni líkt og blóðrauði, nema um vöðvavefi og rannsóknarhópur Dorothy Hodgkin tókst að greina byggingu insúlín árið 1969.[6]

Kjarnsegulherma (á ensku nuclear magnetic resonance) var fyrst notuð árið 1985 til þess að greina byggingu prótíns.[7]

Samanburður á mismunandi þrívíddarbyggingu mýóglóbíns frá svíni og hval.

Árið 2017 unnu Jacques Dubochet, Joachim Frank og Richard Henderson Nóbelsverðlaun í efnafræði fyrir þeirra þátt í að þróa aðferð til þess að skoða byggingu frjálsra próteina í lausn.[8] Aðferðin felur í sér að steypa lífsýni í ofurkældan vökva, svo sem fljótandi etan, og skoða það síðan með ofurkældri rafeindasmásjá (á ensku cryogenic electron microscopy).[9][10]

Bygging Zikaveirunnar.
Prótínið og umritunarþátturinn Cro bundinn DNA.

Aðferðir[breyta | breyta frumkóða]

Lífefni og lífeindir eru að jafnaði of lítil til þess að geta skoðað þær með hefðbundnum smásjám. Hins vegar, ef ótal einsleitra lífsameinda er skoðað samtímis má leiða út byggingu þeirra, með ákveðnum takmörkunum, með eftirfarandi aðferðum:[1]

Ýmsir tenglar[breyta | breyta frumkóða]

  • Prótín gagnagrunnurinn
  • Evrópski prótín gagnagrunnurinn
  • SCOP – Flokkun prótína Geymt 16 október 2022 í Wayback Machine
  • UniProt Geymt 8 júní 2008 í Wayback Machine
  • Prótín-atlasinn
  • Gagnvirkt prótínsafn Geymt 19 febrúar 2005 í Wayback Machine
  • Myndskeið af því hvernig DNA-fjölliðunar ensím afritar DNA
  • „Hvernig myndast prótín í líkamanum?“. Vísindavefurinn.
  • „Hvernig er uppbygging prótína?“. Vísindavefurinn.

Tilvísanir[breyta | breyta frumkóða]

  1. 1,0 1,1 Campbell, Iain D. (2002-05). „The march of structural biology“. Nature Reviews Molecular Cell Biology (enska). 3 (5): 377–381. doi:10.1038/nrm800. ISSN 1471-0080.
  2. „Crystallographic photo of Sodium Thymonucleate, Type B. "Photo 51." May 1952. - Pictures and Illustrations - Linus Pauling and the Race for DNA: A Documentary History“. web.archive.org. 25. desember 2009. Afritað af uppruna á 10. júlí 2009. Sótt 29. október 2022.
  3. Watson, J. D.; Crick, F. H. C. (25. apríl 1953). „Molecular Structure of Nucleic Acids: A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid“. Nature (enska). 171 (4356): 737–738. doi:10.1038/171737a0. ISSN 0028-0836.
  4. „The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1962“. NobelPrize.org (bandarísk enska). Sótt 29. október 2022.
  5. Jaskolski, Mariusz; Dauter, Zbigniew; Wlodawer, Alexander (2014-09). „A brief history of macromolecular crystallography, illustrated by a family tree and its Nobel fruits“. FEBS Journal (enska). 281 (18): 3985–4009. doi:10.1111/febs.12796. PMC 6309182. PMID 24698025.
  6. Hodgkin, D C (20. nóvember 1971). „X rays and the structures of insulin“. BMJ (enska). 4 (5785): 447–451. doi:10.1136/bmj.4.5785.447. ISSN 0959-8138. PMC 1799667. PMID 5166450.
  7. Williamson, Michael P.; Havel, Timothy F.; Wüthrich, Kurt (20. mars 1985). „Solution conformation of proteinase inhibitor IIA from bull seminal plasma by 1H nuclear magnetic resonance and distance geometry“. Journal of Molecular Biology (enska). 182 (2): 295–315. doi:10.1016/0022-2836(85)90347-X. ISSN 0022-2836.
  8. „The Nobel Prize in Chemistry 2017“. NobelPrize.org (bandarísk enska). Sótt 29. október 2022.
  9. Dubochet, Jacques; Adrian, Marc; Chang, Jiin-Ju; Homo, Jean-Claude; Lepault, Jean; McDowall, Alasdair W.; Schultz, Patrick (1988-05). „Cryo-electron microscopy of vitrified specimens“. Quarterly Reviews of Biophysics (enska). 21 (2): 129–228. doi:10.1017/S0033583500004297. ISSN 1469-8994.
  10. Grassucci, Robert A.; Taylor, Derek J.; Frank, Joachim (2007-12). „Preparation of macromolecular complexes for cryo-electron microscopy“. Nature Protocols (enska). 2 (12): 3239–3246. doi:10.1038/nprot.2007.452. ISSN 1750-2799. PMC 2710239. PMID 18079724.