Resumen de Modelling the dynamics of cellular membranes
Las membranas están presentes en todas las células, en algunos virus, y están implicadas en todo tipo de funciones biológicas. El objetivo de esta tesis es ampliar nuestro conocimiento de este elemento, con la esperanza de que esto –junto a todos los otros conocimientos de biología y física– pueda ayudar algún día a mejorar la vida de las personas.
Con ese objetivo, lo que intenté fue entender cómo reaccionan las células bajo un estímulo externo o durante grandes cambios. Éste es el objetivo de las dos partes en las que está dividida la investigación en esta tesis: membranas dentro de un flujo de fluidos y membranas durante transiciones topológicas.
Para la primera parte de la investigación –sobre membranas dentro de un flujo–, aunque no es un tema extremadamente nuevo, hemos querido empezar por hacerlo más accesible. Esto se ha logrado introduciendo una nueva metodología para ensamblar membranas y flujos. Con este modelo, hemos intentado estudiar los efectos del confinamiento de las membranas dentro de un flujo. Sin embargo, lo importante ha sido dejar atrás una metodología preparada para la expansión a flujos dependientes del tiempo, flujos inerciales o para expandirse a 3 dimensiones.
Para la segunda parte de la investigación –sobre transiciones topológicas– hemos implementado el término de energía de curvatura gaussiana en el modelo de membrana, para permitir el estudio de la fisión y la fusión. Con esto se estudia la fisión de tubos con el uso de la curvatura espontánea.
A partir de esto nos expandimos para estudiar geometrías menos tolerantes para la fisión, como una membrana plana. No importará cuán grande sea la curvatura espontánea de la rigidez gaussiana, ya que una membrana perfectamente plana tiene una forma metaestable. Esto se debe al hecho de que para iniciar el proceso de fisión necesitamos un área con suficiente curvatura para que la curvatura espontánea pueda iniciar el proceso de gemación de la membrana.
Para resolver esto, agregamos un ruido blanco para imitar la temperatura. Este ruido hace que cada punto de la posición de la membrana fluctúe. Hay una transición de fase entre una membrana plana que no sufre fisión y otra que sí lo hace.
