شنو هي البيولوجيا الهيكلية؟
علم الأحياء الهيكلي هو مجال يبلغ من العمر قرون عديدة والذي، كما هو محدد من قبل مجلة علم الأحياء الهيكلي، يتعامل مع التحليل الهيكلي للمواد الحية (التي تتشكل، وتتكون من، و / أو تتم صيانتها وتحسينها بواسطة الخلايا الحية) على كل مستوى من مستويات التنظيم. كان علماء البيولوجيا الهيكلية الأوائل خلال القرن التاسع عشر وأوائل القرن العشرين قادرين في المقام الأول على دراسة الهياكل فقط إلى حدود حدة الحدة البصرية للعين 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 البلورات بالأشعة السينية، والرنين المغناطيسي النووي، والمجهر الإلكتروني. من خلال اكتشاف الأشعة السينية وتطبيقاتها على بلورات البروتين، تم إحداث ثورة في علم الأحياء الهيكلي، حيث أصبح بإمكان العلماء الآن الحصول على الهياكل ثلاثية الأبعاد للجزيئات البيولوجية بالتفصيل الذري. وبالمثل، سمح التصوير الطيفي NMR بالحصول على معلومات حول بنية البروتين ودينامياتها. وأخيرًا، في القرن الحادي والعشرين، شهد المجهر الإلكتروني أيضًا ثورة جذرية مع تطوير مصادر الإلكترونات الأكثر انسجامًا، وتصحيح الانحراف للمجهر الإلكتروني، وبرمجيات إعادة الإعمار التي مكنت من التنفيذ الناجح للمجهر الإلكتروني المبرد عالي الدقة، وبالتالي السماح بدراسة البروتينات الفردية والمجمعات الجزيئية في ثلاثة أبعاد في دقة أنغستروم.  ومع تطور هذه التقنيات الثلاثة، توسع مجال البيولوجيا الهيكلية وأصبح أيضا فرع من البيولوجيا الجزيئية، والكيمياء الحيوية، والفيزياء الحيوية المعنية بالبنية الجزيئية للجزيئات الكبيرة البيولوجية (خاصة البروتينات، المكونة من الأحماض الأمينية، أو الحمض النووي أو الحمض النووي، المكونة من النيوكليوتيدات، والأغشية، المكونة من الدهون) ، وكيف تحصل على الهياكل التي لديها، وكيف تؤثر التغييرات في هيكلها على وظيفتها. ويعني هذا الموضوع اهتمام كبير لعلماء الأحياء لأن الجزيئات الكبيرة هي التي تقوم بمعظم وظائف الخلايا، ويمكن لها القيام بهذه الوظائف إلا من خلال التلف في أشكال ثلاثية الأبعاد محددة. هادي البنية، "البنية الثالثة" للموليكولات، تعتمد بطريقة معقدة على التركيب الأساسي لكل جزيء، أو "البنية الأساسية". في القرارات المنخفضة، سمحت الأدوات مثل التصوير المقطعي FIB-SEM بفهم أكبر للخلايا وأعضائها في الأبعاد الثلاثة، وكيف يساهم كل مستوى هرمي من مختلف المصفوفات خارج الخلايا في الوظيفة (على سبيل المثال في العظام). وفي السنوات القليلة الماضية، أصبح من الممكن أيضًا التنبؤ بنماذج جزيئية فيزيائية دقيقة جدًا لتكميل الدراسة التجريبية للهياكل البيولوجية. يمكن استخدام التقنيات الحسابية مثل محاكاة الديناميكا الجزيئية بالتزامن مع استراتيجيات تحديد الهيكل التجريبي لتوسيع ودراسة هيكل البروتين وتشكيله ووظيفته.