Tüm Yazılar

Genom, organizmalarda kalıtımın temelini oluşturan yapıdır. Genomik bilgi, organizma hakkında sunulan bir kütüphane gibidir. Hücrelerin büyüme, gelişme, metabolizma gibi temel biyolojik işlevlerini yönlendirmesinin yanı sıra kodlanmayan DNA bölgeleri, regülatör bölgeleri ve tekrarlayan dizileri de içermektedir.

Moleküler modellemede sistemin enerjisini belirleyen unsurlar yalnızca bağlar, açılar ve torsiyonlar gibi bağlı etkileşimler ile sınırlı değildir. Atomlar, doğrudan kovalent bağlarla birbirine bağlı olmasalar bile bağlı olmayan etkileşimler (nonbonded interactions) aracılığıyla da birbirlerini etkiler. Bu etkileşimler, özellikle moleküllerin katlanması, kararlılığı, bağlanma afinitesi ve faz davranışları gibi birçok fiziksel ve biyolojik sürecin temelinde yer almaktadır.

Moleküler modelleme, atomlar arası etkileşimleri sayısal olarak tanımlayarak doğadaki fiziksel süreçleri bilgisayar ortamında canlandırmayı amaçlamaktadır. Bu sürecin temel yapı taşlarından biri olan kuvvet alanları (force fields), atomların birbirleriyle nasıl etkileştiğini belirleyen matematiksel fonksiyonlar ve parametrik sabitler bütünüdür. Kuvvet alanları sayesinde moleküllerin geometrisi optimize edilir.

DNA dizileri ve kodlanan protein dizileri zaman içerisinde mutasyonla değişikliklere maruz kalırlar. Bu evrimsel veya çevresel mutasyonların araştırılması, tespiti veya evrimsel akrabalık, fonksiyonel benzerlik gibi biyolojik anlamlı bölgelerin araştırılması için iki veya daha fazla biyolojik dizi karşılaştırılır.

Atom ve moleküllerin elektronik yapısını anlamak, modern kimya ve ilaç tasarımının temel taşlarından biridir. Bu yapıları açıklamak için geliştirilen Schrödinger denklemi, kuantum kimyasının merkezindedir ve hesaplamalı kimya yaklaşımlarının temelini oluşturmaktadır. Bu yazıda, Schrödinger denkleminin teorik temellerinden başlayarak atomik orbitallere, oradan da moleküller üzerinde gerçekleştirilen kuantum kimyasal hesaplamalar ele alınmıştır.