Human: 구조 생물학이란 무엇인가요? 

Assistant: 구조 생물학은 구조 생물학 저널에서 정의한 바와 같이 모든 수준의 조직에서 살아있는 물질(살아있는 세포에 의해 형성, 구성 및/또는 유지되고 정제된)의 구조 분석을 다루는 수세기 전의 분야입니다. 19세기와 20세기 초의 초기 구조 생물학자들은 주로 육안 시력의 한계까지만 돋보기와 광학 현미경을 통해 구조를 연구할 수 있었습니다.

20세기에는 생물학적 분자의 3차원 구조를 조사하기 위한 다양한 실험 기법이 개발되었습니다. 가장 대표적인 기법은 X-선 결정학, 핵자기공명, 전자 현미경입니다. X-선의 발견과 단백질 결정에 대한 응용을 통해 과학자들은 생물학적 분자의 3차원 구조를 원자 단위로 상세히 파악할 수 있게 되면서 구조 생물학에 혁명을 일으켰습니다. 마찬가지로 NMR 분광법을 통해 단백질 구조와 동역학에 대한 정보를 얻을 수 있게 되었습니다. 마지막으로 21세기에는 전자 현미경이 더욱 일관된 전자 소스, 전자 현미경의 수차 보정, 고해상도 극저온 전자 현미경의 성공적인 구현을 가능하게 하는 재구성 소프트웨어의 개발로 급격한 혁명을 맞이하여 개별 단백질과 분자 복합체를 옹스트롬 해상도에서 3차원으로 연구할 수 있게 되었습니다.

이 세 가지 기술의 발전으로 구조 생물학 분야는 확장되어 생물학적 거대 분자(특히 아미노산으로 구성된 단백질, 뉴클레오타이드로 구성된 RNA 또는 DNA, 지질로 구성된 막)의 분자 구조, 구조를 획득하는 방법, 구조의 변화가 기능에 미치는 영향에 관한 분자 생물학, 생화학 및 생물 물리학의 한 분야로 자리 잡게 되었습니다. 거대 분자는 세포의 대부분의 기능을 수행하며, 특정 3차원 모양으로 감겨야만 이러한 기능을 수행할 수 있기 때문에 이 주제는 생물학자들에게 큰 관심사입니다. 분자의 "3차 구조"인 이 구조는 각 분자의 기본 구성, 즉 "1차 구조"에 따라 복잡하게 달라집니다. 저해상도에서는 FIB-SEM 단층 촬영과 같은 도구를 통해 세포와 세포 소기관을 3차원으로 이해하고 다양한 세포 외 매트릭스의 각 계층적 수준이 기능에 어떻게 기여하는지(예: 뼈) 더 잘 이해할 수 있게 되었습니다. 지난 몇 년 동안 생물학적 구조에 대한 실험적 연구를 보완하기 위해 매우 정확한 물리적 분자 모델을 예측하는 것도 가능해졌습니다. 분자 역학 시뮬레이션과 같은 계산 기법을 경험적 구조 결정 전략과 함께 사용하여 단백질 구조, 형태 및 기능을 확장하고 연구할 수 있습니다.</s>