| Title: | Mikromechanika na molekulární úrovni - molekulární motory, Maxwellův démon |
| Other Titles: | Micromechanics on Molecular Level - Molecular Motors, Maxwell's demon |
| Authors: | Krejčová, Milada |
| Issue Date: | 2021 |
| Publisher: | Západočeská univerzita v Plzni |
| Document type: | disertační práce |
| URI: | http://hdl.handle.net/11025/52924 |
| Keywords: | statistická fyzika;maxwellův démon;teorie informace;termodynamika;biomechanika;molekulární motory;fokker-planckova rovnice;wpe algoritmus;tří stavový model;kondenzace stavů;rychlost myosinové hlavičky;simulace měření |
| Keywords in different language: | statistical physics;maxwell's demon;theory of information;thermodynamics;biomechanics;molecular motors;fokker-planck equation;wpe algorithm;three-state model;condensation of states;myosin head velocity;simulation of measurement |
| Abstract: | Tato předkládaná disertační práce ukazuje možnosti využití statistické fyziky v biomechanice na modelování svalu na molekulární úrovni (konkrétně na molekulárním motoru myosin II) a její propojení s takzvaným Maxwellovo démonem. V modelu používám Fokker-Planckovo rovnici, která je řešena Wang-Peskin-Elstonovým algoritmem pro řešení aproximací Markovských řetězců v prostorové proměnné. Takto získané řešení porovnávám s analytickým řešením ve dvou případech - pro stacionární rovnici a pro difuzní rovnici. Dále jsem vytvořila tří stavový model popisující chování myosinové hlavičky v závislosti na koncentraci ATP. Mezi nejdůležitější výsledky patří rychlost molekulárního motoru a simulace měření, která imituje chování Maxwellova démona. Během simulace měření je spočtena produkce relativní entropie a vzájemné informace. Všechny zdrojové kódy byly napsány v programu MATLAB. |
| Abstract in different language: | My presented dissertation thesis aims to show possibilities and use statistical physics in biomechanics, especially for modelling a muscle on a molecular level (myosin II molecular motor) and its connection to the so-called Maxwell's demon. In the model, I use the Fokker-Planck equation with the Wang-Peskin-Elston algorithm for solving partial differential equations, which approximates the Markovian chain in the spatial variable. I compare The WPE algorithm to the corresponding analytical solution in two cases - the stationary Fokker-Plank equation and the diffusion equation. Then, I create a three-state model depending on ATP concentration and simulate the myosin head behaviour. The most important results are the molecular motor's velocity and simulation of measurement, which imitates Maxwell's demon's behaviour. The measurement procedure calculates the production of relative entropy and mutual information. All source codes are written in MATLAB software. |
| Rights: | Plný text práce je přístupný bez omezení |
| Appears in Collections: | Disertační práce / Dissertations (KME) |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| DP_Krejcova.pdf | Plný text práce | 9,56 MB | Adobe PDF | View/Open |
| protokol-odp-krejcova.pdf | Průběh obhajoby práce | 346,41 kB | Adobe PDF | View/Open |
| posudky-odp-krejcova-stag.pdf | Posudek oponenta práce | 462,45 kB | Adobe PDF | View/Open |
Please use this identifier to cite or link to this item:
http://hdl.handle.net/11025/52924Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.