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Ignacio CrespoFrancis VillatoroBorja TosarHéctor SocasGastón GiribetJosé Edelsteinatp impulsa proteínas móvilesproteínas móviles reciben informaciónbiología de sistemas estudio procesos biológicosfrancis villatoro explica atpteoría de la información procesos biológicosprocesos biomedicinos detalles ignoradosformulación estadística procesos celularesasociar información procesos desconocidosFrancis VillatoroATPNature PhysicsArchiveMurugaFélix GuinoClemens BeckingerUniversidad de Constanza
Instituto de Biología de Sistemas
Ep576: Entropía; Neandertales; Tesla; Exoplaneta; Agujeros Negros; Eirenesfera
22 de octubre de 20264 momentos
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Francis Villatoro explica cómo la información puede producir trabajo, ejemplificándolo con el proceso biológico del ATP que impulsa proteínas móviles dentro de las células.
…en la maquinaria celular acaba recuperándolo y se ha convertido en ATP. Cuando tú no ves ese mecanismo microscópico, cuando tú no tienes una posibilidad de explorar al detalle ese mecanismo que hoy en día lo conocemos, tú puedes decir que lo que el ATP le da. Es información a la proteína y que la proteína se mueve, realiza trabajo inducido por recibir información. Es decir, la información puede producir trabajo, ¿vale? Pero fijaros que ahí en este ejemplo biológico queda claro que la razón por la cual hablamos de información es por nuestra ignorancia de los detalles. Por fortuna aquí los conocemos, pero muchísimos procesos biológicos, ahora está muy de moda, muy muy de moda en biología de sistemas el uso de la Teoría de la información, porque hay muchísimos procesos biológicos en los que yo no conozco los detalles y no digamos ya en biomedicina donde la mayoría de las cosas se ignoran completamente los detalles. Sin embargo, yo puedo utilizar una formulación estadística, física, matemáticamente rigurosa para entender ciertos procesos que ocurren en las células, por ejemplo, gracias a asociar información a los procesos desconocidos que ocurren. es decir, hay unas variables ocultas a las que no tiene acceso el experimentador pero que sabe que existen que hacen que haya transferencias de energía por ejemplo grupos químicos etcétera entre moléculas pero que como yo no sé realmente qué moléculas están…
Significado #1
Francis Villatoro explica cómo la información puede producir trabajo, ejemplificándolo con el proceso biológico del ATP que impulsa proteínas móviles dentro de las células.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1atp impulsa proteínas móvilesproteínas móviles reciben informaciónbiología de sistemas estudio procesos biológicosfrancis villatoro explica atpteoría de la información procesos biológicosprocesos biomedicinos detalles ignoradosformulación estadística procesos celularesasociar información procesos desconocidos…en la maquinaria celular acaba recuperándolo y se ha convertido en ATP. Cuando tú no ves ese mecanismo microscópico, cuando tú no tienes una posibilidad de explorar al detalle ese mecanismo que hoy en día lo conocemos, tú puedes decir que lo que el ATP le da. Es información a la proteína y que la proteína se mueve, realiza trabajo inducido por recibir información. Es decir, la información puede producir trabajo, ¿vale? Pero fijaros que ahí en este ejemplo biológico queda claro que la razón por la cual hablamos de información es por nuestra ignorancia de los detalles. Por fortuna aquí los conocemos, pero muchísimos procesos biológicos, ahora está muy de moda, muy muy de moda en biología de sistemas el uso de la Teoría de la información, porque hay muchísimos procesos biológicos en los que yo no conozco los detalles y no digamos ya en biomedicina donde la mayoría de las cosas se ignoran completamente los detalles. Sin embargo, yo puedo utilizar una formulación estadística, física, matemáticamente rigurosa para entender ciertos procesos que ocurren en las células, por ejemplo, gracias a asociar información a los procesos desconocidos que ocurren. es decir, hay unas variables ocultas a las que no tiene acceso el experimentador pero que sabe que existen que hacen que haya transferencias de energía por ejemplo grupos químicos etcétera entre moléculas pero que como yo no sé realmente qué moléculas están…
Francis Villatoro continúa hablando sobre un campo de investigación activo que está extendiéndose a la química y biología. Explica que uno de los temas clave es cómo asociar información a sistemas complejos, considerando si estos tienen o no memoria.
Habla: Francis VillatoroPalabras #6asociación información sistemas complejosmemoria en sistemas biológicos villatoroquímica y biología investigación activa…termodinámicas, las de Barato y Cypher. Este campo es un campo enorme en el que está trabajando mucha gente y que está dando un lenguaje que ahora en esta década se está empezando a extender a otras ramas, a la química, a la biología y puede tener futuro. Entonces, uno de los temas que se ha trabajado muchísimo aquí ha sido el tema de la información y cómo asociamos la información. Bueno, la manera más sencilla de asociar información a este tipo de sistemas es tener en cuenta la memoria: si hay memoria o no hay memoria, es decir, un sistema, aquí casi todo lo que se ha hecho a nivel matemático en los últimos 25 años ha sido con sistemas marcovianos sistemas en los cuales el presente, el estado actual, determina el estado futuro yo puedo saber de manera unívoca que va a pasar en el…
Francis Villatoro describe un artículo reciente publicado en Nature Physics sobre la extracción de trabajo a partir de grados de libertad ocultos.
Habla: Francis VillatoroPalabras #20artículo muruga nature physicssistema no marcoviano constanza alemaniapartícula con memoria sarah lawsmemoria de partícula instituto masplan…este tipo de conceptos modificados de los que hemos hablado, han sido sobre todo bien definidos matemáticamente para sistemas marcovianos y ahora se está empezando a trabajar con sistemas no marcovianos y ahí es donde se enmarca este artículo que se acaba. De publicar en Nature Physics. Es un artículo que salió en Archive al principio de este año; creo que es un artículo de lo que es Muruga, Félix Guino y Clemens Beckinger de la Universidad de Constanza en Alemania, y de Sarah Laws del Instituto Masplan de Dinámica y Autorganización de Gotinga, también en Alemania. Se titula La extracción de trabajo a partir de grados de libertad ocultos. Y la novedad de este trabajo es que es un trabajo experimental; es que se trabaja con un sistema no marcoviano, un sistema que tiene memoria. En concreto, una partícula. Claro aquí las partículas, imaginaos que tuviéramos que explorar un átomo; todavía no hemos llegado a demonios de Maxwell de escala átomo-átomo pero es una pequeña partícula, es una pequeña esfera de sílice de 2,7 micrómetros, digamos 3 micrómetros de…
Francis Villatoro explica cómo los experimentos realizados pueden ayudar a diseñar mecanismos útiles para tecnologías cuánticas y destaca que, aunque son clásicos, la termodinámica estocástica también se aplica a sistemas cuánticos abiertos.
Habla: Francis VillatoroPalabras #14termodinámica estocástica sistemas cuánticosefecto memoria naturaleza physicsaplicaciones potenciales biologíasistema microscópico trabajo estocástico…va a ayudar a redefinir mejor, a moldear toda la matemática de la termodinámica estocástica aplicada a sistemas no marcovianos. Estos experimentos, este y muchos experimentos que vendrán, acabarán dándonos información de cómo definir de nuevo esos conceptos. En el que el sistema no se comporta de manera marcoviana y eso nos va a ayudar a, entre comillas, quizás diseñar mecanismos que sean útiles en tecnologías cuánticas. Todo esto es clásico, todo esto es completamente clásico; aquí no hay nada cuántico. Pero bueno, ahí la termodinámica estocástica también se aplica a sistemas cuánticos abiertos: entonces abierto significa que hay un baño térmico que interacciona con el sistema cuántico y se cree que esto tendrá aplicaciones en biología, pero son aplicaciones potenciales; es decir, ahora mismo el gran interés de este artículo, el por qué este artículo se publica en Nature Physics es porque es un artículo que es el primero que muestra experimentalmente información obtenida de un efecto tipo memoria que genera trabajo, en el sentido estocástico, en un sistema microscópico. Bueno, se nos ha echado el tiempo encima, Francis; yo no sé si tú te tienes que ir ya para tu clase o te queda un ratito más, porque bueno, ahora llega el momento de la pausa. Vamos a tomar un cafecito a la vuelta; yo les invito. Es más, les conmino, amigas,…