Una trayectoria de dos estados (también denominada trayectoria de tiempo de dos estados o una trayectoria con dos estados ) es una señal dinámica que fluctúa entre dos valores distintos: ON y OFF, abierto y cerrado,, etc. Matemáticamente, la señal tiene, por cada ya sea el valor o .
En la mayoría de las aplicaciones, la señal es estocástica ; sin embargo, puede tener componentes ON-OFF deterministas . Una trayectoria de dos estados completamente determinista es una onda cuadrada . Hay muchas formas de crear una señal de dos estados, por ejemplo, lanzando una moneda al aire repetidamente.
Una trayectoria estocástica de dos estados se encuentra entre los procesos estocásticos más simples. Las extensiones incluyen: trayectorias de tres estados, trayectorias de estados discretos superiores y trayectorias continuas en cualquier dimensión. [1]
Las trayectorias de dos estados son muy comunes. Aquí, nos enfocamos en trayectorias relevantes en experimentos científicos: estos se ven 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 los canales iónicos , [9] [10] actividad enzimática , [11] [12] [13] [14] [15] puntos cuánticos [16] [17] [18] [19] [20] [21] ). A partir de estos experimentos, uno apunta a 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 de iones
Dado que el canal de iones está abierto o cerrado, cuando se registra el número de iones que atraviesan el canal cuando transcurre el tiempo, se observa una trayectoria de dos estados de la corriente en función del tiempo.
Enzimas
Aquí, hay varios experimentos posibles sobre la actividad de enzimas individuales con una señal de dos estados. Por ejemplo, se puede crear un sustrato que solo cuando se activa la actividad enzimática brilla la luz (con un pulso de láser). Entonces, cada vez que actúa la enzima, vemos una explosión de fotones durante el período de tiempo que la molécula de producto está en el área del láser.
Dinámica de moléculas biológicas
Los cambios estructurales de las moléculas se ven en el tipo de varios experimentos. La transferencia de energía de resonancia de Förster es un ejemplo. En muchos casos, se ve una trayectoria temporal que fluctúa entre varios estados definidos despejados.
Puntos cuánticos
Otro sistema que fluctúa entre un estado activado y un estado desactivado es un punto cuántico . Aquí, las fluctuaciones se deben a que la molécula está en un estado que emite fotones o en un estado oscuro que no emite fotones (la dinámica entre los estados también está influenciada por sus interacciones con el entorno).
Ver también
Referencias
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