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Estabilización en tiempo finito vs asintótica: un estudio comparativo
Get PDF"En el presente trabajo se comparan dos tipos de estabilización en el control de posicionamiento de un péndulo actuado: en tiempo finito y asintótica. Esto con el fin de corroborar las ventajas de la primera sobre la segunda que se mencionan en la literatura, como son: respuestas más rápidas y robustez. Una ley de control de tipo SP-SD-gc se utiliza para el péndulo. Mediante la manipulación de un parámetro de ésta se obtienen los dos tipos de convergencia. Para la estabilización en tiempo finito se utilizan resultados obtenidos a partir de homogeneidad local del campo vectorial. Las comparaciones se realizan mediante simulaciones computacionales y pruebas en un banco experimental (Mechatronics Kit), sobre las cuales se corroboraron las diferencias entre ambos tipos de estabilización. Se determinaron las condiciones sobre las que se tiene un mejor desempeño en tiempo finito.""In this work, two types of convergence in position control of an actuated pendulum are compared: finite time and asymptotic stability. This in order to corroborate the advantages of the former over the latter that are mentioned in literature, such as: faster convergence and robustness. An SP-SD-gc control law is implemented on the model of a pendulum. By manipulating a parameter in the control law both types of convergence are obtained. Global finite time stability is charaterized trough local homogeneity of the vector field. Comparisons are made using computer simulations and experirmental tests on an electromechanical kit (Mechatronics Kit), on wich the differences between both types of stability are corroborated. Conditions on wich finite time stability has a better perfomance are determined.
Estudio estructura función del activador transcripcional SdrP de Thermus thermophilus
Get PDFTesis (Maestría en Ciencias en Biología Molecular)"La transcripción es un proceso altamente regulado que ocurre en todos los organismos vivos. En Thermus thermophilus, una de las proteínas encargadas de regular este proceso es la proteína dependiente de la fase estacionaria (SdrP, por sus siglas en inglés) SdrP es miembro de la familia CRP/FNR, es homólogo estructural de la proteína activada por catabolito (CAP) con un RMSD de 2.7 Á. CAP Y SdrP reconocen secuencias de DNA prácticamente idénticas. Sin embargo, SdrP no rquiere ser activada para reconocer su sitio de unión en el DNA. En el caso de SdrP, se han reportado las secuencias de DNA que reconoce, los genes que activa e incluso se ha resuelto su estructura tridimensional en ausencia de ligandos. No obstante aún no se ha descrito el mecanismo por el cual SdrP reconoce e interacciona con su sitio de unión en el DNA. En este trabajo se purificó a SdrP como proteína recombinate en Escherichia coli. Con la proteína pura, se analizó su capacidad de reconocer una secuencia consenso de DNA de 38 pb, utilizando un ensayo de movilidad seguido por cromatografía de exclusión molecular. Se analizó su estabilidad térmica en presencia y ausencia de trehalosa, monitoreando la fluorescencia intrínseca de la proteína y la fluorescencia de la molécula ácido 8-anilimo-1naftaleno sulfónico (ANS). Se realizaron ensayos de cristalización del complejo SdrP:DNA38, utilizando la técnica de difusión de vapor en gota sentada. Con los cristales obtenidos se realizaron experimentos preliminares de difracción de rayos X. Los resultados de estabilidad térmica muestran que SdrP sigue un proceso de desnaturalización de tres estados. Los ensayos de movilidad seguidos por filtración en gel, demuestran que la proteína SdrP reconoce y se une al fragmento de DNA de 39 pb formando el complejo SdrP:DNA. Con este complejo, se obtuvieron cristales en 11 condiciones diferentes, de los cuales, uno de ellos difrada aproximandamente a 15 Á""Transcription is a highly regulated process that takes place in all living organisms. In the thermophilic bacteria Thermus thermophilus, one of the proteins that regulate this process is the Stationary Phase Dependent Regulatory Protein (SdrP). SdrP is a member of the CRP/FNR transcription factor family; SdrP has 23% of amino acid sequence identity and a RMSD of 2.7 Å with the Catabolite- Activated-Protein (CAP), which is the best-known member of the family. CAP and SdrP recognize practically the same DNA sequence, nevertheless, SdrP doesn´t need to be activated to recognize its binding site on the DNA. For SdrP, it has been reported the DNA sequences that recognizes, the genes that activates and the crystal structure without ligands. However, the mechanism by which SdrP recognizes and interacts with the DNA has not been described. In this work SdrP was purified as recombinant protein in Escherichia coli. With the purified protein, we analyzed the ability of SdrP to bind a 38 pb consensus-DNA sequence, through a mobility shift assay, using size exclusion chromatography. The thermal stability was analyzed with and without trehalose, by monitoring the intrinsic fluorescence of the protein and the fluorescence of the molecule 8-anilin-1-naftalene sulfonic acid (ANS). The crystallization assay of the complex SdrP:DNA was setup by the sitting drop vapor diffusion technique. With the obtained crystals, preliminary X-ray diffraction experiments were performed. The thermal stability results show the denaturation process of SdrP follows a three state model. The mobility shift assay followed by gel filtration shows that SdrP protein recognizes and binds to the 38 bp DNA sequence, allowing us to get the SdrP:DNA complex. Crystals of the complex were obtained in eleven different conditions, one of them diffracted at 15 Å.
Reactividad y propiedades catalíticas de partículas subnanométricas de Pt y FePt: un estudio basado en la teoría de la funcional de la densidad
Get PDFTesis (Doctorado en Nanociencias y Nanotecnología)"Los agregados o cúmulos atómicos conforman una nueva fase de la materia, siendo el puente entre los átomos y el bulto. Estos sistemas han generado un considerable interés, desencadenando un extensa investigación debido a que sus propiedades físicas y químicas dependen fuertemente del tamaño, geometría, y especies atómicas que los conforman. En estos sistemas finitos es posible apreciar efectos catalíticos importantes que difieren fuertemente de los sistemas en bulto. El interés fundamental en los estudios de reactividad de las nanopartículas creció fuertemente a partir del descubrimiento realizado por Haruta y colaboradores, demostrando que las nanopartículas de oro soportadas en superficies de óxidos son catalíticamente activas, a pesar de que el oro en el bulto es prácticamente inerte. Los cálculos de primeros principios (ab initio) basados en la teoría de la funcional de la densidad (DFT) son una herramienta importante para investigar la reactividad de los agregados, nanopartículas y superficies, demostrando confiabilidad en la reproducción de resultados experimentales, dependiendo de la funcional para describir la energía de intercambio y correlación. En la presente tesis se llevó a cabo un estudio de las propiedades electrónicas, estructurales y de reactividad de agregados de platino y sus aleaciones. Los agregados subnanométricos de platino muestran a nivel experimental una alta actividad catalítica para la reacción de reducción del oxígeno (ORR), sin embargo, el origen de la actividad catalítica en estos sistemas no es completamente comprendido hasta el momento, ya que los estudios de nanopartículas de platino indican que el efecto de borde se incrementa dramáticamente con la disminución del tamaño, siendo adverso para la ORR debido a los fuertes enlaces del oxígeno e intermediarios. Sin embargo, hemos encontrado que los sitios activos en los agregados subnanométricos no se encuentran en los bordes, sino en las caras y en las aristas, presentando interacciones con los reactantes cercanas al valor óptimo. Hemos determinado que la naturaleza de las estructuras adoptadas por el platino en forma de capas y piramidales son el factor clave para originar una alta actividad catalítica en la región subnanométrica, mientras que los metales de transición generalmente adoptan estructuras más compactas que no son ideales para las reacciones. En la segunda parte de esta tesis realizamos un estudio de las propiedades catalíticas de nanopartículas de FePt.""Atomic clusters constitute a new phase of matter, being the bridge between atoms and bulk. These systems have generated considerable interest, triggering one extensive research due to the fact that their physical and chemical properties depend strongly on size, geometry, and chemical species present in the cluster. In these finite systems it is possible to appreciate catalytic effects that strongly differ from their bulk counterparts. The fundamental interest of the reactivity of nanoparticles grew strongly since the discovery done by Haruta et al., demonstrating that gold nanoparticles supported on oxide surfaces are catalytically active, even though gold in bulk is practically inert. First-principles calculations (ab initio) based on density functional theory (DFT) are an important tool for investigating the reactivity of clusters, nanoparticles and surfaces, demonstrating reliability in reproducing experimental results depending on the functional to describe the exchange-correlation energy. In this thesis it was carried out a study of the electronic, structural and reactivity properties of platinum clusters and alloys. Recent experiments have shown that platinum clusters are catalytically active for the oxygen reduction reaction (ORR) in the subnanometer region, however, the origin of the catalytic activity in these systems is not fully understood until now, since studies of platinum nanoparticles indicated that the border effect increases dramatically when the diameter decreases, being adverse for ORR due to strong ORR intermediates binding. However, we have found that the active sites in subnanometric clusters are located at different sites, that is to say, in the face and edge sites, with Pt-reactant interactions close to the optimal target. We have determined that the type of the structures adopted by the platinum such as layered and pyramidal, is the key factor for the catalytic activity in the subnanometer region, while transition metals generally adopt more compact structures, which are not ideal for the reactions. In the second part of this thesis we carried out a study of the catalytic properties of FePt nanoparticles. Due to the complexity in the study of alloys, we investigated the reactivity of subnanometer clusters and found that FePt concentrations close to 40% of Fe in these alloys generate slightly weaker ORR-reactant bindings than pure platinum, improving the separation of products from the catalyst.
Silenciamiento simultáneo no letal de los genes de arginina descarboxilasa de Arabidopsis thaliana mediante un microRNA artificial
Get PDF"Las poliaminas están involucradas en el crecimiento, desarrollo y respuesta al estrés en plantas. En Arabidopsis thaliana, el primer paso en la biosíntesis de las poliaminas (PAs) es catalizado por la arginina descarboxilasa (ADC), enzima limitante con dos isoformas codificadas por los genes parálogos AtADC1 y AtADC2. Se ha descrito que mutantes insercionales de T-DNA sencillas de ambos parálogos no muestran fenotipos en desarrollo, sin embargo; la mutante adc2 muestra sensibilidad al estrés salino. En el caso de la doble mutante de los genes ADC1 y ADC2 de Arabidopsis se ha descrito que sus semillas no son viables debido a que no se formaron los embriones. Para obtener plantas de A. thaliana con silenciamiento simultáneo no letal de los genes AtADC1 y AtADC2 se construyó un vector que expresa el microRNA artificial pMDC32-amirR:adc, cuyo blanco es la región conservada entre ambos parálogos. Arabidopsis fue transformada con el vector pMDC32-amirR:adc para generar plantas transgénicas en las que podría reprimirse la expresión de los genes AtADC1 y AtADC2. Se obtuvieron 10 líneas de plantas transgénicas (mWs1 a mWs10) que fueron evaluadas bajo estrés salino (NaCl 125 mM) y en presencia de la fitohormona ácido abscísico (ABA 1 μM). Se seleccionó la línea transgénica mWs8 que presentó mayor sensibilidad a los tratamientos en comparación con la parental y las mutantes sencillas adc1 y adc2. Las plantas de la línea mWs8, tuvieron un retardo en la floración y defectos en la formación de semillas y en ellas disminuyeron los transcritos de los genes AtADC1 y AtADC2 y los niveles de PAs libres. Por lo tanto, el transgén amirR:adc sí provoca el silenciamiento simultáneo no letal de AtADC1 y AtADC2 que afecta el desarrollo de las plantas y aumenta su sensibilidad al estrés salino y a la aplicación de ABA. La sensibilidad de la línea mWs8 al ABA podría deberse a una mayor expresión del gen ABI3, regulador de la vía de señalización del ABA. La línea silenciante mWs8 es un nuevo sistema modelo para el estudio de la función de las PAs en el desarrollo y la respuesta al estrés en plantas.""Polyamines are involved in plant growth and development and plant stress responses. In Arabidopsis thaliana, the first step in biosynthesis of polyamines is catalyzed by arginine decarboxylase (ADC), rate-limiting enzyme with two isoforms coding by the paralogs genes AtADC1 and AtADC2. It was described that the individual mutants of ADC1 and ADC2 doesn’t have phenotype in development, but the adc2 mutant showed sensibility to saline stress. The seeds double mutant of genes ADC1 and ADC2 are lethal in Arabidopsis, because the embryos were not formed. In order to obtain A. thaliana plants nonlethal simultaneous silencing of ADC1 and ADC2 genes, a vector that expressing an artificial microRNA pMDC32-amirR:adc build, whose target is the region conserved between paralogs. Arabidopsis was transformed with a pMDC32-amirR:adc vector for generating transgenic plants which could restrain the expression of genes AtADC1 and AtADC2. 10 transgenic lines (mWs1 to mWs10) obtained were evaluated under saline stress (NaCl 125 mM) and the acid abscisic hormone (ABA 1 μM). Transgenic line mWs8 was selected, this showed greater sensitivity to treatment compared to the parental and simple mutant adc1 and adc2. Plants of mWs8 line, had a delay in flowering and defects in the formation of seeds and dropped them transcripts of genes AtADC2 and AtADC1 and levels of free PAs. Therefore, the transgene AmirR: adc causes nonlethal simultaneous silencing AtADC1 and AtADC2 that affects the development of plants and increases their sensitivity to saline stress and ABA application. The sensitivity of mWs8 line to exogenous application of ABA may be due to increased expression of ABI3 gene regulator of ABA signaling pathway. Line silence mWs8 is a new model system for studying the role of APs in the development and stress response in plants.
High-magnetic field characterization of magnetocaloric effect in FeZrB(Cu) amorphous ribbons
Get PDF"The magnetic and magnetocaloric properties of a series of Fe-rich FeZrB(Cu) amorphous ribbons were investigated under magnetic field values up to mu H-0 of 8 T. A correlation between the saturation magnetization and the maximum magnetic entropy change vertical bar Delta S-M(peak)vertical bar is clearly evidenced. Although these metallic glasses show relatively low vertical bar Delta S-M(peak)vertical bar values (from 3.6 to 4.4 J kg(-1) K-1 for mu(0)Delta H - 8 T), the Delta S-M(T) curve broadens upon the increase in mu(0)Delta H, giving rise to a large refrigerant capacity RC (above 900 J kg(-1) for mu(0)Delta H-8 T). Using the universal curve method for rescaling the Delta S-M(T, mu(0)Delta H) curves, we found a collapse of the curves around the Curie temperature. However, in the low-temperature range the curves do not match into a single one due to the existence of magnetic frustration.
Two-dimensional DFA scaling analysis applied to encrypted images
Get PDF"The technique of detrended fluctuation analysis (DFA) has been widely used to unveil scaling properties of many different signals. In this paper, we determine scaling properties in the encrypted images by means of a two-dimensional DFA approach. To carry out the image encryption, we use an enhanced cryptosystem based on a rule-90 cellular automaton and we compare the results obtained with its unmodified version and the encryption system AES. The numerical results show that the encrypted images present a persistent behavior which is close to that of the 1/f-noise. These results point to the possibility that the DFA scaling exponent can be used to measure the quality of the encrypted image content.
A generalised PID-type control scheme with simple tuning for the global regulation of robot manipulators with constrained inputs
Get PDF"In this paper, a globally stabilising PID-type control scheme with a generalised saturating structure for robot manipulators under input constraints is proposed. It gives rise to various families of bounded PID-type controllers whose implementation is released from the exact knowledge of the system parameters and model structure. Compared to previous approaches of the kind, the proposed scheme is not only characterised by its generalised structure but also by its very simple tuning criterion, the simplest hitherto obtained in the considered analytical framework. Experimental results on a 3-degree-of-freedom direct-drive manipulator corroborate the efficiency of the proposed approach.
Shape memory behavior of Ni-Fe-Ga and Ni-Mn-Sn ribbons
Get PDF"Magnetic Shape Memory Alloys exhibit multifunctional properties due the martensitic transformation (MT) and accompanying changes in the magnetic subsystem. In this work, melt spun ribbons of nominal composition Ni55Fe16Ga29 (R1) and Ni50Mn40Sn10 (R2) have been produced and characterized by the calorimetric, thermomechanical, mechanical, microscopic and X-ray measurements. The effect of short annealing on MT and thermo-mechanical properties is rather modest and in the case of R2 enhances its brittleness. R1 and R2 as-spun ribbons show MT at TM ~ 340 K and ~ 420 K, respectively. The strain-stress curves for Ni-Fe-Ga in austenitic phase indicate good visco-elastic properties, although the superelastic effect was not well pronounced. Ni-Fe-Ga as-cast and annealed samples, as well as the as-cast Ni-Mn-Sn ribbons, present a shape memory effect with an anomalous contraction and elongation at low external stresses in the course of the forward and reverse MT, consequence of the compressive internal stresses.
Efectos de fuego en la cobertura vegetal y procesos ecohidrológicos de un pastizal semiárido en el centro de México
Get PDF"Este trabajo de investigación hace referencia al efecto del fuego prescrito en el
papel ecohidrológico de las especies de gramíneas dominante en el pastizal
semiáridos de Ojuelos, Jalisco. El objetivo de este proyecto fue conocer y
comparar el efecto del fuego sobre la cobertura vegetal (basal) y de mantillo en la
dinámica de escorrentía por simulación de lluvia bajo dos intensidades
representativas (49 mm/h y 15 mm/h) en cinco parcelas de 1 x 1 m de Bouteloua
gracilis y Muhlenbergia rigida y la percolación de agua (por método Beerkan) en
micrositios similares en un pastizal semiárido con pastoreo moderado. Se
consideraron variables bióticas y abióticas de superficie de suelo y propiedades
físicas del suelo, las cuales potencialmente influyen en la escorrentía y la
percolación de agua en el suelo. Se determinó el porcentaje de escorrentía (Ke;%)
y la percolación (Ks; mm/h) para dos especies de gramíneas claves en el pastizal
con distintas morfologías de macollo y formas de crecimiento. Para el porcentaje
de escorrentía hubo una interacción significativa de intensidad x especie (fuego)
(P =0.0003). A intensidad alta de lluvia, las parcelas con fuego presentaron mayor
porcentaje de escorrentía que sin fuego y esto se manifestó más en parcelas con
B. gracilis que con M. rigida (P<0.05). A intensidad baja de lluvia, el efecto de
fuego en el aumento de escorrentía se observó únicamente en las parcelas de B.
gracilis. La percolación fue mayor en micrositios de M. rigida con y sin fuego (P <
0.05) que en los de B. gracilis y en general fue mayor que en los micrositios de
suelo desnudo para las dos especies. Las dos especies influyen en los procesos
ecohidrológicos a dos escalas; a nivel de macollo por sus características
inherentes de crecimiento y a nivel de comunidades/ecosistemas por su influencia
en la cobertura y microtopografía de suelo y por ende por su distribución
heterogénea caracterizando a los pastizales.""The research presented in this thesis focuses on the effects of prescribed fire on
the ecohydrological role of dominant grass species in a moderately grazed
semiarid grassland of Ojuelos, Jalisco. In particular, the objective of this project
was to determine and compare the effect of prescribed fire on plant basal and litter
cover of Bouteloua gracilis and Muhlenbergia rigida on run-off dynamics
considering different rainfall intensities. We determined percentage runoff (Ke) by
applying rainfall simulation with two representative intensities (49 mm/h and 15
mm/h) in five 1 x 1 m plots covered by one of the grass species both in burned and
unburned paddocks. Additionally, we determined water percolation with the
Beerkan method in microsites covered by B. gracilis and M. rigida and in
associated bare soil in the same paddocks. We determined biotic and abiotic
variables of surface soil along with the soil physical properties, which all potentially
influence runoff and water percolation. Percentage runoff (Ke; %) was significantly
influenced by rain intensity and species nested within fire (P=0.0003), in that at
high intensities of rain burned plots had higher percentage runoff than unburned
plots (P<0.05), however this response was more pronounced for B. gracilis than for
M. rigida plots. At low rain intensities, fire treatment enhanced runoff only in B.
gracilis plots. Percolation (Ks; mm/h) was higher in M. rigida microsites with and
without fire (P<0.05), and in associated bare soil microsites it was lower than in
presence of vegetation. The two grass species significantly influence
ecohydrological processes of these grasslands both at the tussock level
considering their inherent growth characteristics and at the community/ecosystem
level, because of their influence on basal and soil cover, microtopography and thus
heterogeneous distribution characterizing these grasslands.