Articulo de referencia

Trayectoria de dos estados

Figura 1 : Trayectorias de dos estados Una trayectoria de dos estados (también denominada trayectoria temporal de dos estados o trayectoria con dos estados ) es una señal dinámi...

Figura 1 : Trayectorias de dos estados

Una trayectoria de dos estados (también denominada trayectoria temporal de dos estados o trayectoria con dos estados ) es una señal dinámica que fluctúa entre dos valores distintos: ENCENDIDO y APAGADO, abierto y cerrado,+/{\displaystyle +/-}, etc. Matemáticamente, la señalincógnita(t){\displaystyle X(t)}tiene, por cadat,{\displaystyle t,}ya sea el valorincógnita(t)=dooFF{\displaystyle X(t)=c_{\mathrm {off} }}oincógnita(t)=doonorte{\displaystyle X(t)=c_{\mathrm {on} }}.

En la mayoría de las aplicaciones, la señal es estocástica ; sin embargo, puede tener componentes deterministas de encendido y apagado. Una trayectoria de dos estados completamente determinista es una onda cuadrada . Existen muchas maneras de crear una señal de dos estados, por ejemplo, lanzando una moneda repetidamente.

Una trayectoria estocástica de dos estados es uno de los procesos estocásticos más simples. Entre sus extensiones se incluyen: trayectorias de tres estados, trayectorias de estados discretos de orden superior y trayectorias continuas en cualquier dimensión. [ 1 ]

Las trayectorias de dos estados son muy comunes. Aquí, nos centramos en las trayectorias relevantes en experimentos científicos: estas se observan en mediciones en química, física y biofísica de moléculas individuales [ 2 ] [ 3 ] (por ejemplo, mediciones de dinámica de proteínas y dinámica de ADN y ARN , [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] actividad de canales iónicos , [ 9 ] [ 10 ] actividad enzimática , [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] puntos cuánticos [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ] ). A partir de estos experimentos, se busca encontrar el modelo correcto que explique el proceso medido. [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ] [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ] A continuación explicamos varios sistemas relevantes.

Canales iónicos

Dado que el canal iónico está abierto o cerrado, al registrar la cantidad de iones que pasan a través del canal a medida que transcurre el tiempo, se observa una trayectoria de dos estados de la corriente en función del tiempo.

Enzimas

Aquí se pueden realizar varios experimentos sobre la actividad de enzimas individuales con una señal de dos estados. Por ejemplo, se puede crear un sustrato que solo emite luz al activarse (con un pulso láser) mediante la actividad enzimática. Así, cada vez que la enzima actúa, se observa un destello de fotones durante el tiempo en que la molécula del producto se encuentra en la zona de irradiación del láser.

Dinámica de las moléculas biológicas

Los cambios estructurales de las moléculas se observan en diversos tipos de experimentos. La transferencia de energía por resonancia de Förster es un ejemplo. En muchos casos, se observa una trayectoria temporal que fluctúa entre varios estados claramente definidos.

Puntos cuánticos

Otro sistema que fluctúa entre un estado encendido y un estado apagado es un punto cuántico . En este caso, las fluctuaciones se deben a que la molécula se encuentra en un estado que emite fotones o en un estado oscuro que no los emite (la dinámica entre los estados también está influenciada por sus interacciones con el entorno).

Véase también

Referencias

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