DNA解链统计物理
来源:Kerson Huang, Lectures on Statistical Physics and Protein Folding, pp 24-25
把双链DNA解开就像拉拉链。设DNA有\(N\)个链环(link),每个链环有两种状态:闭合着或打开着,后一种状态比前一种状态的能量高\(\Delta\)。打开的链环连续地排在一起,闭合的链环连续地排在一起,如下图所示。由于热涨落,链环会自发闭合或打开。问:打开的链环平均有多少?
DNA的拉链模型
DNA的可能状态用打开的链环数目标记,\(n=0,1,2,\cdots,N\)。具有\(n\)个打开的链环的DNA的能量为\(E_n=n\Delta\)。配分函数为
\begin{equation*}Q_N=\sum_{n=0}^N e^{-\beta n\Delta}=\frac{1-e^{-\beta (N+1)\Delta}}{1-e^{-\beta \Delta}}\end{equation*}
上式用到等比数列求和公式\(S_n=\frac{a_1(1-q^n)}{1-q}\)。
打开的链环的平均数为:
\begin{equation*}\begin{split}\overline n=&\frac{\sum_{n=0}^N ne^{-\beta n\Delta}}{\sum_{n=0}^N e^{-\beta n\Delta}}=-\frac{1}{\Delta}\frac{\partial \ln Q_N}{\partial \beta}\\=&\frac{e^{-\beta \Delta}}{1-e^{-\beta \Delta}}-\frac{(N+1)e^{-\beta (N+1)\Delta}}{1-e^{-\beta (N+1) \Delta}}\end{split}\end{equation*}
低温极限下,\(\beta \Delta\gg 1\),打开的链环很少:
\begin{equation*}\overline n\approx e^{-\beta \Delta}\end{equation*}
高温极限下,\(\beta \Delta\ll 1\),几乎所有的链环都是打开的:
\begin{equation*}\overline n\approx n\end{equation*}
DNA解链统计物理的更多相关文章
- SQL Server中STATISTICS IO物理读和逻辑读的误区
SQL Server中STATISTICS IO物理读和逻辑读的误区 大家知道,SQL Server中可以利用下面命令查看某个语句读写IO的情况 SET STATISTICS IO ON 那么这个命令 ...
- Performance Monitor4:监控SQL Server的IO性能
SQL Server的IO性能受到物理Disk的IO延迟和SQL Server内部执行的IO操作的影响.在监控Disk性能时,最主要的度量值(metric)是IO延迟,IO延迟是指从Applicati ...
- 利用Caffe做回归(regression)
Caffe应该是目前深度学习领域应用最广泛的几大框架之一了,尤其是视觉领域.绝大多数用Caffe的人,应该用的都是基于分类的网络,但有的时候也许会有基于回归的视觉应用的需要,查了一下Caffe官网,还 ...
- 机器学习&数据挖掘笔记_20(PGM练习四:图模型的精确推理)
前言: 这次实验完成的是图模型的精确推理.exact inference分为2种,求边缘概率和求MAP,分别对应sum-product和max-sum算法.这次实验涉及到的知识点很多,不仅需要熟悉图模 ...
- PRML读书会第十章 Approximate Inference(近似推断,变分推断,KL散度,平均场, Mean Field )
主讲人 戴玮 (新浪微博: @戴玮_CASIA) Wilbur_中博(1954123) 20:02:04 我们在前面看到,概率推断的核心任务就是计算某分布下的某个函数的期望.或者计算边缘概率分布.条件 ...
- 透过统计力学,模拟软物质——EPJE专访2016年玻尔兹曼奖得主Daan Frenkel
原文来源:Eur. Phys. J. E (2016) 39: 68 2016年玻尔兹曼奖得主Daan Frenkel接受欧洲物理学报E专访,畅谈统计物理在交叉科学研究中的前所未有的重要性. 统计物理 ...
- 用 Python 通过马尔可夫随机场(MRF)与 Ising Model 进行二值图降噪
前言 这个降噪的模型来自 Christopher M. Bishop 的 Pattern Recognition And Machine Learning (就是神书 PRML……),问题是如何对一个 ...
- PRML读书会第一章 Introduction(机器学习基本概念、学习理论、模型选择、维灾等)
主讲人 常象宇 大家好,我是likrain,本来我和网神说的是我可以作为机动,大家不想讲哪里我可以试试,结果大家不想讲第一章.估计都是大神觉得第一章比较简单,所以就由我来吧.我的背景是统计与数学,稍懂 ...
- 查看linux内存、cpu
1.查看cpu数 多核cpu,包括物理多核和逻辑多核,一台机器可能有多个cpu,每个cpu可能有多核的,多个可能包括物理多核和逻辑多核. /proc/cpuinfo 文件里记录了这些信息,以下是一个核 ...
随机推荐
- Kubernets搭建Kubernetes-dashboard
接上篇文章,在已经部署好Kubernetes的基础上部署kubernetes-dashboard,它是官方提供的用户管理Kubernets集群可视化工具:部署dashboard其实和在kubernet ...
- mysql报错: 1548-Cannot load from mysql.proc. The table is probably corrupted 解决办法
use mysql: ALTER TABLE `proc` MODIFY COLUMN `comment` text CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_bin NOT N ...
- 【推荐】CentOS安装PHP-5.6.4+扩展安装+安全配置+性能配置
注:以下所有操作均在CentOS 6.5 x86_64位系统下完成. #准备工作# 前段时间PHP官方发布了一个重要的安全升级公告,修复了两个unserialize函数的严重漏洞,目前受影响的版本有: ...
- 2.lvm动态逻辑卷
Lvm动态逻辑卷 一. 基本概念 LVM 把实际的物理磁盘数据映射到一个简单而灵活的虚拟逻辑存储视图上,藉以控制磁盘资源: 也就是重新考虑了管理文件系统和卷的方法,在文件系统管 ...
- Android 复制文本内容到系统剪贴板的最简单实践
这个例子很简单,直接上截图和代码. 布局文件activity_copy.xml代码如下: <?xml version="1.0" encoding="utf-8&q ...
- 项目实现不同环境不同配置文件-maven profile
最近接触的项目都是在很多地方都落地的项目,需要支持不同的环境使用不同的配置文件.一直以来都以为是人工的去写不同的配置文件,手动的去修改运用的配置文件.感觉自己还是太low呀.maven的使用的还停留在 ...
- Windows操作系统下远程连接MySQL数据库
用Eclipse做一个后台项目,但是数据库不想放在本地电脑,于是买了一个腾讯云服务器(学生有优惠,挺便宜的),装上MySQL数据库,但是测试连接的时候,发现总是连接不是上,但是本地数据库可以连接,于是 ...
- POJ 2398 Toy Storage(计算几何)
题意:给定一个如上的长方形箱子,中间有n条线段,将其分为n+1个区域,给定m个玩具的坐标,统计每个区域中的玩具个数. 题解:通过斜率判断一个点是否在两条线段之间. /** 通过斜率比较点是否在两线段之 ...
- jmeter(九)逻辑控制器
jmeter中逻辑控制器(Logic Controllers)的作用域只对其子节点的sampler有效,作用是控制采样器的执行顺序. jmeter提供了17种逻辑控制器,它们各个功能都不尽相同,大概可 ...
- [LeetCode] Ternary Expression Parser 三元表达式解析器
Given a string representing arbitrarily nested ternary expressions, calculate the result of the expr ...