Biologi struktural adalah bidang ilmu yang berkaitan dengan struktur fisik makromolekul, secara harfiah “molekul besar.” Makromolekul sangat penting secara biologis, memainkan peran dalam segala hal mulai dari meneruskan warisan genetik hingga memodulasi respons sistem kekebalan, dan memahami bagaimana molekul ini terbentuk dapat membantu para peneliti mempelajari lebih lanjut tentang cara kerjanya. Biokimia, biologi molekuler, dan biofisika semuanya terlibat dalam biologi struktural.
Makromolekul terbentuk melalui proses yang dikenal sebagai polimerisasi, di mana molekul sederhana yang dikenal sebagai monomer dirakit untuk menciptakan struktur tiga dimensi yang lebih besar. Bentuk struktur menentukan cara kerjanya, dan variasi kecil dalam bentuk atau komposisi dapat secara radikal mengubah fungsi makromolekul. Ahli biologi struktural melihat bagaimana polimerisasi terjadi, dan apa yang terjadi ketika kesalahan muncul. Mereka juga menghubungkan kesalahan dengan masalah dunia nyata, seperti kanker yang terbentuk ketika DNA rusak, atau penyakit yang mengganggu fungsi makromolekul dalam sistem kekebalan.
Asam nukleat, protein, karbohidrat, dan lipid semuanya adalah makromolekul. Para peneliti dapat memilih untuk mempelajari struktur statis molekul untuk mempelajari bagaimana mereka seharusnya terlihat dalam kondisi normal, dan mereka juga dapat melihat molekul berkumpul sendiri melalui polimerisasi untuk melihat proses yang terjadi. Misalnya, pelipatan protein, proses yang digunakan untuk menyusun protein, dapat menarik untuk dipelajari, dan variasi halus dalam konstruksi dapat menjadi penting untuk dilihat dalam tindakan.
Makromolekul mungkin besar, tetapi mereka tidak cukup besar untuk dilihat tanpa menggunakan alat khusus seperti mikroskop elektron dan kristalografi. Biologi struktural melibatkan banyak pekerjaan pasien di lab dengan peralatan canggih yang dirancang untuk membantu orang memvisualisasikan struktur yang mereka pelajari. Akibatnya, biaya pemeliharaan laboratorium biologi struktural dan staf pendukung bisa menjadi sangat mahal.
Orang-orang yang tertarik pada biologi struktural sebagai karier harus merencanakan untuk menghabiskan banyak waktu di sekolah, karena banyak orang di bidang ini memegang setidaknya satu gelar doktor. Orang dapat bekerja di lingkungan penelitian akademis, laboratorium farmasi, dan fasilitas penelitian sains. Biologi struktural bisa sangat kompetitif, dengan banyak tekanan pada peneliti untuk mempublikasikan dan membuat terobosan di lapangan. Para peneliti juga dapat memilih untuk mengerjakan proyek-proyek seperti mengembangkan peralatan dan teknik pencitraan generasi berikutnya, menerapkan keterampilan biologi struktural untuk menciptakan peralatan yang akan mendorong penelitian dan penemuan lebih lanjut.