Francis Villatoro explica cómo los principios relacionados con la información y la energía se aplican a procesos biológicos, como el uso del ATP para alimentar proteínas móviles dentro de células.
…de Chano y tenemos una definición ya matemática, rigurosa, bajo la hipótesis de que el que lo lee entiende qué es la información en el sentido de Shannon en un sistema microscópico acoplado a uno macroscópico; que ya te digo, eso a veces no es nada trivial. Esto por ejemplo se ha aplicado a biología; en biología tenemos aquí a Ignacio. Por ejemplo, el tema del ATP: el ATP le da energía a una proteína para que haga algo, para que funcione, una proteína móvil, por ejemplo, que va por un nanotubo de carbono y va transportando un neurotransmisor. Necesita que le vayan chocando moléculas de adenosine trifosfato, que le pasen un fosfato, un grupo fosfato que le da energía; se convierte en adenosine ATP. Pierde uno de difosfato y ahora eso 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…
Francis Villatoro explica el origen de la termodinámica estocástica, una rama de la física estadística que aplica conceptos como temperatura y entropía al comportamiento de átomos individuales.
Habla: Francis VillatoroSignificado #8termodinámica estocástica física estadísticatemperatura entropía átomo individualtrayectoria átomo interacción baño térmicofrancis villatoro termodinámica estocástica…un entorno, está rodeada de un sistema que sí es macroscópico y sí me permite definir estas propiedades, calor, trabajo, etc. Entonces el baño térmico es el responsable del movimiento irregular de esta partícula pero además me permite extender esos conceptos. Al comportamiento de la partícula y así nació una rama de la termodinámica, de la física estadística, de la termodinámica que se llama la termodinámica estocástica. La termodinámica estocástica pretende usar conceptos como temperatura, calor, entropía, energía libre, trabajo, pero aplicado a una trayectoria. Es decir, a un átomo le aplicamos el concepto de calor, pero en realidad lo que estamos es aplicando un concepto equivalente al calor a la trayectoria que sigue ese átomo cuando está interaccionando con un baño térmico. Entonces, esto a principios del siglo XX era como la Termodinámica a principios del siglo XIX. Todo esto eran palabras, maneras fenomenológicas de entender resultados observacionales, pero no había una base realmente matemática, rigurosa, que nos explicara cómo extender estos conceptos. Porque ya os digo, el…
Francis Villatoro explica cómo los principios relacionados con la información y la energía se aplican a procesos biológicos, como el uso del ATP para alimentar proteínas móviles dentro de células.
Habla: Francis VillatoroSignificado #2 · Palabras #1atp alimenta proteínas móvilesignacio y nanotubos carbonoadenosine trifosfato neurotransmisorfosfato energía maquinaria celularatp impulsa proteínas móvilesproteínas móviles reciben informaciónbiología de sistemas estudio procesos biológicosfrancis villatoro explica atp…de Chano y tenemos una definición ya matemática, rigurosa, bajo la hipótesis de que el que lo lee entiende qué es la información en el sentido de Shannon en un sistema microscópico acoplado a uno macroscópico; que ya te digo, eso a veces no es nada trivial. Esto por ejemplo se ha aplicado a biología; en biología tenemos aquí a Ignacio. Por ejemplo, el tema del ATP: el ATP le da energía a una proteína para que haga algo, para que funcione, una proteína móvil, por ejemplo, que va por un nanotubo de carbono y va transportando un neurotransmisor. Necesita que le vayan chocando moléculas de adenosine trifosfato, que le pasen un fosfato, un grupo fosfato que le da energía; se convierte en adenosine ATP. Pierde uno de difosfato y ahora eso 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…
Francis Villatoro explica cómo, a pesar de desconocer los detalles moleculares de ciertos procesos celulares, se pueden analizar mediante modelos termodinámicos utilizando conceptos como calor, entropía y trabajo útil.
Habla: Francis VillatoroSignificado #16modelos termodinámicos procesos celularescalor entropía trabajo útil moléculasvariables ocultas experimentador transferencias energíadisipación molecular información villatoro…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 implicadas ni qué grupos son yo hago un tratamiento termodinámico de la información y utilizo ideas como calor, entropía, disipación, Trabajo útil, etc. En un contexto puramente muy complicado en el que yo No conozco los detalles. Ignorando los detalles, yo puedo usar eso. Eso es lo que se hacía a principios del siglo XIX con la termodinámica, y todo esto se ha ido ya en la década de los 90, ya definiendo de maneras bastante rigurosas. Y tenemos definiciones…
Francis Villatoro enfatiza la importancia de diferenciar las definiciones de los conceptos microscópicos y macroscópicos cuando se divulgan temas relacionados con la termodinámica.
Habla: Francis VillatoroSignificado #5información genera trabajo termodinámica estocásticatrabajo estocástico calor estocástico temperatura estocásticaterminología científica precisa francis villatorodefiniciones conceptos microscópicos macroscópicostrayectoria sistema microscópicodivulgación termodinámica francis villatoro…pero todavía se está trabajando en ello y se están haciendo muchos experimentos en mesoescala para intentar clarificar realmente cómo se pueden extender estos conceptos y hay alguna que otra definición de algunos de estos conceptos Entonces cuando hablamos, Por ejemplo, de que la información genera trabajo o trabajo útil, lo que estamos diciendo realmente es: la información en el sentido de la termodinámica estocástica genera trabajo en el sentido de la termodinámica estocástica. O decir trabajo estocástico o calor estocástico o temperatura estocástico; pues cuando tienes un artículo en lo que tienes que decirlo todas las veces que aparece y cada una de esas palabras te aparece muchas veces, pues lo omites. Todo el mundo lo entiende, todo el mundo lo entiende. Y los divulgadores que no se dan cuenta es su problema, el problema de los divulgadores que no saben de qué hablan. Aquí es un punto clave que me gustaría dejar muy claro Cuando se divulga este tipo de temas hay que dejar muy claro que estos conceptos microscópicos asociados a la trayectoria del sistema microscópico son conceptos con una definición diferente al concepto en el sistema marcoscópico Aquí se han estudiado muchos problemas Entonces, perdona, estás diciendo que ese calor estocástico no es lo mismo que, porque claro, perdón, trabajo; estaba pensando en trabajo. Claro, uno piensa en el trabajo como algo que puedo convertir en energía, algo que puede mover un pistón en…