ما هو البيولوجي الهيكلي؟
علم الأحياء الهيكلي هو مجال عمره قرون عديدة والذي، كما هو محدد من قبل مجلة علم الأحياء الهيكلي، يتعامل مع التحليل الهيكلي للمواد الحية (التي تتشكل، تتكون من، و/أو تتم صيانتها وتحسينها بواسطة الخلايا الحية) على كل مستويات التنظيم. علماء البيولوجيا الهيكليين الاولين خلال القرن التاسع عشر وبداية القرن العشرين كانوا قادرين في المقام الاول على دراسة الهياكل الى حد حدة حدة البصر بالعين المجردة ومن خلال النظارات المكبرة والمجهر الضوئي.  في القرن العشرين، تم تطوير مجموعة متنوعة من التقنيات التجريبية لفحص الهياكل ثلاثية الأبعاد للجزيئات البيولوجية. أبرز التقنيات هي بلورات الأشعة السينية، الرنين المغناطيسي النووي، والمجهر الإلكتروني. من خلال اكتشاف الأشعة السينية وتطبيقاتها على بلورات البروتين، تم إحداث ثورة في علم الأحياء الهيكلي، لأن العلماء الآن يمكنهم الحصول على الهياكل ثلاثية الأبعاد للجزيئات البيولوجية بتفاصيل ذرية. وبالمثل، سمح التصوير الطيفي NMR بالحصول على معلومات عن هيكل البروتين وديناميكيه. وأخيراً، في القرن الواحد والعشرين، شهد الميكروسكوب الإلكتروني ثورة جذرية مع تطوير مصادر الإلكترون الأكثر انسجاماً، وتصحيح الانحراف للميكروسكوبات الإلكترونية، وبرمجيات إعادة الإعمار التي مكنت من التنفيذ الناجح للميكروسكوب الإلكتروني المبرد عالي الدقة، وبالتالي السماح بدراسة البروتينات الفردية والمجمعات الجزيئية في ثلاثة أبعاد في دقة أنغستروم.  مع تطوير هذه التقنيات الثلاثة، توسع مجال البيولوجيا الهيكلية وأصبح أيضا فرع من البيولوجيا الجزيئية، الكيمياء الحيوية، والفيزياء الحيوية المعنية بالبنية الجزيئية للجزيئات الكبيرة البيولوجية (خاصة البروتينات، المكونة من الأحماض الأمينية، الحمض النووي أو الحمض النووي، المكونة من النيوكليوتيدات، والأغشية، المكونة من الدهون) ، وكيف يكتسبون الهياكل التي لديهم، وكيف التغييرات في هيكلهم تؤثر على وظيفتهم. هذا الموضوع مثير للاهتمام الكبير لعلماء الأحياء لأن الجزيئات الكبيرة تقوم بمعظم وظائف الخلايا، وذلك فقط عن طريق التلف في أشكال ثلاثية الأبعاد محددة أنها قادرة على أداء هذه الوظائف. هذي البنية، "البنية الثالثة" للجزيئات، تعتمد بطريقة معقدة على تكوين كل جزيء أساسي، أو "البنية الأساسية". في القرارات المنخفضة، تسمح الأدوات مثل FIB-SEM بتصوير الخلايا وأعضائها في الأبعاد الثلاثة، وكيف يساهم كل مستوى هرمي من مختلف المصفوفات خارج الخلايا في الوظيفة (على سبيل المثال في العظم). في السنوات القليلة الماضية، أصبح من الممكن أيضاً التنبؤ بنماذج جسيمية جزيئية دقيقة جداً لتكميل الدراسة التجريبية للهياكل البيولوجية. ممكن يستخدموا التقنيات الحسابية مثل محاكاة الديناميكا الجزيئية بالتزامن مع استراتيجيات تحديد الهيكل التجريبي لتوسيع ودراسة هيكل البروتين وتشكيله ووظيفته.