ساختی حیاتیات کیا ہے؟
-
ساختی حیاتیات ایک ایسا شعبہ ہے جو کئی صدیوں پرانا ہے جو، جیسا کہ جرنل آف سٹرکچرل بائیولوجی نے بیان کیا ہے، تنظیم کی ہر سطح پر جاندار مادّے (تشکیل شدہ، تشکیل، اور/یا زندہ خلیوں کے ذریعے برقرار اور بہتر) کے ساختی تجزیہ سے متعلق ہے۔ 19ویں اور 20ویں صدی کے اوائل میں ابتدائی ساختی ماہر حیاتیات بنیادی طور پر صرف ننگی آنکھ کی بصری تیکشنتا کی حد تک اور میگنفائنگ شیشوں اور ہلکے خوردبین کے ذریعے ڈھانچے کا مطالعہ کرنے کے قابل تھے۔   20 ویں صدی میں، حیاتیاتی مالیکیولز کے 3D ڈھانچے کو جانچنے کے لیے متعدد تجرباتی تکنیکیں تیار کی گئیں۔ سب سے نمایاں تکنیکیں ایکس رے کرسٹالوگرافی، نیوکلیئر میگنیٹک ریزوننس، اور الیکٹران مائکروسکوپی ہیں۔ ایکس رے کی دریافت اور پروٹین کرسٹل پر اس کے استعمال کے ذریعے، ساختی حیاتیات میں انقلاب برپا ہوا، جیسا کہ اب سائنس دان حیاتیاتی مالیکیولز کے تین جہتی ڈھانچے کو جوہری تفصیل سے حاصل کر سکتے ہیں۔ اسی طرح، NMR سپیکٹروسکوپی نے پروٹین کی ساخت اور حرکیات کے بارے میں معلومات حاصل کرنے کی اجازت دی۔ آخرکار، 21ویں صدی میں، الیکٹران مائکروسکوپی نے بھی زیادہ مربوط الیکٹران ذرائع کی ترقی، الیکٹران مائکروسکوپ کے لیے خرابی کی اصلاح، اور تعمیر نو کے سافٹ ویئر کے ساتھ ایک زبردست انقلاب دیکھا جس نے ہائی ریزولوشن کرائیو الیکٹران مائکروسکوپی کے کامیاب نفاذ کو قابل بنایا، اس طرح اس کے مطالعہ کی اجازت دی گئی۔ اینگسٹروم ریزولوشن میں تین جہتوں میں انفرادی پروٹین اور مالیکیولر کمپلیکس۔   ان تین تکنیکوں کی ترقی کے ساتھ، ساختی حیاتیات کے شعبے میں توسیع ہوئی اور یہ مالیکیولر بائیولوجی، بائیو کیمسٹری، اور بائیو فزکس کی ایک شاخ بھی بن گئی جس کا تعلق حیاتیاتی میکرو مالیکیولس (خاص طور پر پروٹین، امینو ایسڈز، آر این اے یا ڈی این اے سے بنی ہوئی مالیکیولر ساخت سے ہے۔ نیوکلیوٹائڈس، اور جھلیوں پر مشتمل، لپڈس سے بنی ہوئی)، وہ اپنے ڈھانچے کو کیسے حاصل کرتے ہیں، اور ان کے ڈھانچے میں تبدیلی ان کے کام کو کیسے متاثر کرتی ہے۔ یہ موضوع ماہرین حیاتیات کے لیے بہت دلچسپی کا حامل ہے کیونکہ میکرو مالیکیولز خلیات کے زیادہ تر افعال انجام دیتے ہیں، اور یہ صرف مخصوص سہ جہتی شکلوں میں جوڑنے سے ہی یہ افعال انجام دینے کے قابل ہوتے ہیں۔ یہ فن تعمیر، مالیکیولز کا "ترتیری ڈھانچہ"، ہر ایک مالیکیول کی بنیادی ساخت، یا "بنیادی ساخت" پر پیچیدہ انداز میں منحصر ہے۔ کم ریزولوشنز پر، ٹولز جیسے FIB-SEM ٹوموگرافی نے 3-جہتوں میں خلیات اور ان کے آرگنیلز کی زیادہ سے زیادہ تفہیم کی اجازت دی ہے، اور کس طرح مختلف ایکسٹرا سیلولر میٹرکس کی ہر درجہ بندی کی سطح کام کرنے میں حصہ ڈالتی ہے (مثال کے طور پر ہڈی میں)۔ پچھلے کچھ سالوں میں حیاتیاتی ڈھانچے کے تجرباتی مطالعہ کی تکمیل کے لیے انتہائی درست جسمانی مالیکیولر ماڈلز کی پیش گوئی کرنا بھی ممکن ہو گیا ہے۔ کمپیوٹیشنل تکنیک جیسے مالیکیولر ڈائنامکس سمولیشنز کو تجرباتی ڈھانچے کے تعین کی حکمت عملیوں کے ساتھ مل کر پروٹین کی ساخت، تشکیل اور فنکشن کو بڑھانے اور مطالعہ کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔