两类随机变量的离散度：一般理论及在细胞推断外部配体浓度中的应用

我们推导了马尔可夫过程中两类随机变量的离散度表达式。诸如电流和活度之类的随机变量属于第一类，该类由随机轨迹发生跳跃时即改变的随机变量组成。第二类对应于轨迹在某一状态（或状态簇）中停留的时间。虽然第一类的表达式可直接由文献中的已知结果得出，但我们证明类似的形式体系可用于推导第二类的表达式。作为一个应用，我们利用这一形式体系分析了估计外部配体浓度的细胞双组分网络。通过监测与内部蛋白质相关的不同随机变量，计算了与该外部浓度相关的不确定性。我们表明，除其他外，仅当存在耗散时，监测蛋白质磷酸化状态所花费的时间才会导致有限的不确定性，而从内部蛋白质跃迁活度获得的不确定性即使在平衡时也能达到 Berg 和 Purcell 极限。