Statistik und verwandte Themen in der Einzelmolekül-Biophysik

Seit der universellen Akzeptanz von Atomen und Molekülen als grundlegende Bestandteile der Materie zu Beginn des zwanzigsten Jahrhunderts haben die molekulare Physik, Chemie und Molekularbiologie bedeutende theoretische Durchbrüche erlebt. Um biologische Makromoleküle tatsächlich "zu sehen", eines nach dem anderen in Aktion, musste man bis in die 1970er Jahre warten. Seitdem hat das Gebiet der Einzelmolekül-Biophysik sowohl in Experimenten als auch in der Theorie ein umfangreiches Wachstum erlebt. Ein charakteristisches Merkmal der Einzelmolekül-Biophysik ist, dass die Bewegungen und Interaktionen von Molekülen sowie die Transformation molekularer Arten notwendigerweise in der Sprache stochastischer Prozesse beschrieben werden, ob man das Gleichgewicht oder das nicht im Gleichgewicht befindliche lebende Verhalten untersucht. Für Labormessungen, die einem biologischen Prozess folgen, wenn er über die Zeit an einzelnen teilnehmenden Molekülen abgetastet wird, erfordert die Analyse experimenteller Daten natürlich die Ableitung von stochastischen Prozessen. Die theoretischen und experimentellen Entwicklungen der Einzelmolekül-Biophysik stellen somit interessante Fragen und einzigartige Möglichkeiten für angewandte Statistiker und Probabilisten dar. In diesem Artikel überprüfen wir einige wichtige statistische Entwicklungen im Zusammenhang mit der Einzelmolekül-Biophysik, wobei wir die Anwendung der Theorie stochastischer Prozesse und die statistischen Fragen betonen, die sich aus der Modellierung und Analyse experimenteller Daten ergeben.