Autokatalizinių rinkinių paslapčių atskleidimas: kaip bitų eilutės ir reakcijos formuoja molekulinę evoliuciją
Paprastas kolektyvinis autokatalizinis rinkinys. Modelinės molekulės yra bitų eilutės, veikiančios kaip substratai ir reakcijų produktai. Juodos kietos rodyklės nubrėžtos iš taškų, vaizduojančių reakcijos substratus, iki reakciją vaizduojančios dėžutės. Juodos kietos rodyklės nubrėžtos iš reakcijos dėžutės į taškus, vaizduojančius reakcijų produktus. Tikroji reakcijos srauto kryptis priklauso nuo poslinkio iš pusiausvyros. Brūkšninės linijos nuo molekules žyminčių taškų iki reakcijas žyminčių langelių rodo, kurios molekulės kurias reakcijas katalizuoja.
Išoriškai tiekiamas monomerų ir dimerų maisto rinkinys pavaizduotas pilkame ovale. Kilęs iš (28).
Bendras autokatalizinis linijinių polimerų rinkinys, gautas pagal (3) nuorodą. Ovaluose yra dviejų monomerų tipų – A ir B – polimerų. Leidžiamos reakcijos, pavaizduotos taškais, yra skilimo ir surišimo reakcijos. Taškinė rodyklė nuo molekulės ovalo iki reakcijos taško rodo, kad ta molekulė katalizuoja tą reakciją. Išvestas iš (3).
Devynių peptidų bendrai autokatalizinis rinkinys, aptartas (9) nuorodoje. Ovalai rodo molekules, rodyklės rodo perėjimus tarp molekulių ir santykinius greičius.
Mažos molekulės bendrai autokatalizinis rinkinys, kuriame nėra DNR, RNR ar peptidų polimerų prokariote. Panašūs mažų molekulių autokataliziniai rinkiniai randami visuose 6700 prokariotų. Manoma, kad jų filogenija yra metabolizmo evoliucijos dalis.
Gretimos galimos lygties teorija (TAP) ir jos dinamika. Ačiū W. Hordijkui.
Schrödinger, E. (1992) Kas yra gyvenimas?: Su protu ir materija bei autobiografiniais eskizais. Kembridžo universiteto leidykla.
Hordijk, W. (2013) Autokataliziniai rinkiniai: nuo gyvybės atsiradimo iki ekonomikos. BioScience 63, Nr. 11, 877-881.
Farmer, JD, Kauffman, SA ir Packard, NH (1986) Autocatalytic Replication of Polymers. Fizika D 2, 50-67.
Orgel, LE Gyvybės žemėje kilmė. (1994) Scientific American 271, Nr. 4 76-83.
Paulas, N. ir GF Joyce. (2004) Minimalios savaime besidauginančios sistemos. Dabartinė cheminės biologijos nuomonė 8, Nr. 6, 634-639.
Szostak, JW (2012) Aštuonkartis kelias į nefermentinę RNR replikaciją. Journal of Systems Chemistry 3, 1-14.
Sievers, D. ir von Kiedrowski, G. (1998) Heksadeoksinukleotidų analogų savireplikacija: autokatalizė ir kryžminė katalizė. Chemistry – A European Journal 4, Nr. 4, 629-641.
Vaidya, N., Manapat, ML, Chen, IA, Xulvi-Brunet, R., Hayden, EJ ir Lehman, NE (2012) Spontaniškas tinklo formavimasis tarp kooperatyvių RNR replikatorių. Gamta 491, Nr. 7422, 72-77.
Wagner, N. ir Ashkenasy, G. (2015) Kaip katalizinė tvarka skatina molekulinių replikacijos tinklų kompleksiškumą. Israel Journal of Chemistry 55, Nr. 8, 880-890.
Lancet, D., Zidovetzki, R. and Markovitch, O. (2018) Systems protobiology: origin of life in lipid catalytic networks. The Royal Society Interface 15 žurnalas, Nr. 144, 20180159.
Xaiver, J., Hordijk, W., Kauffman, SA, Steel, M., Martin, W. (2020), Autokataliziniai cheminiai tinklai metabolizmo pradžioje Proc Roy Soc B, 287: 20192377. https:/doi.org /10.1098/rspb.2019.2377
Xavier, J. ir Kauffman, SA, (2022). Mažos molekulės autokataliziniai tinklai yra universalios metabolinės fosilijos. Proc Roy Soc A. 380:20210244
Kant, I. (2017) Immanuelio Kanto-Delphi Classics sprendimo kritika (iliustruota). t. 11. Delphi Classics.
Kauffman, SA (1971). Ląstelių homeostazė, epigenezė ir replikacija atsitiktinai agreguotose makromolekulinėse sistemose. Kibernetikos žurnalas 1, 71-96.
Kauffman, SA (1986). Autokataliziniai baltymų rinkiniai. J Theor Biol 119, 1-24.
Hordijk, W., Hein, J. ir Mike Steel. (2010) Autokataliziniai rinkiniai ir gyvybės kilmė. Entropija 12, Nr. 7 1733-1742.
Montévil, M. ir Mossio, M. (2015) Biologinė organizacija kaip apribojimų uždarymas. Teorinės biologijos žurnalas 372 179-191.
Atkins, PW (1984) Antrasis įstatymas, Scientific American Library, NY.
Kauffman, SA (2000) Tyrimai, Oxford University Press, NY.
Von Neumann, J. (1966) Savaime atkuriančių automatų teorija. Arthur W. Burks, red. Ilinojaus universiteto spauda.
Davies, P. (2019) Demonas mašinoje: kaip paslėpti informacijos tinklai išsprendžia gyvenimo paslaptį. Čikagos universiteto leidykla.
Margulis, L. (1971) Simbiozė ir evoliucija. Scientific American225, Nr. 2, 48-61.
Margulis , L. ir Sagan, D. (2000) Kas yra gyvenimas? Kalifornijos universiteto leidykla.
Campbell, NA, Williamson, B., Heyden, R. (2006) Biology: Exploring Life. Bostonas, Masačusetsas: Pearson Prentice salė.
Hordijk, W. ir Steel, M. (2018) Autokataliziniai tinklai gyvybės atsiradimo ir organizavimo pagrindu. Gyvenimas 8, Nr. 4, 62.
Erdős, P. ir Rényi, A. (1960) Atsitiktinių grafų evoliucija. Publ. math.inst. pakabintas. akad. sci 5, Nr. 1, 17-60.
Hordijk, W. ir Steel, M. (2012) Išplėsti autokataliziniai rinkiniai: dinamika, slopinimas ir apibendrinimas. Journal of Systems Chemistry 3, Nr. 1, 1-12.
Hordijk, W, Steel, M., Kauffman, SA (2012). Autokatalizinių rinkinių struktūra: vystymasis, įgalinimas ir atsiradimas. Acta Biotheoretica, Vol 60, Issue 4, 379-392.
Vasasas. V., Fernando, C., Santos, M., Kauffman, S., Szathmary, E. (2012) Evolution Before Genes. Tiesioginė biologija. http://www.biology-direct.com/content/7/1/1
Puy, D. ir Signore, M. (2002) Nuo branduolių iki atomų ir molekulių: ankstyvosios visatos cheminė istorija. Naujosios astronomijos apžvalgos 46, Nr. 11, 709-723.
Kauffman, SA, Jelenfi, D. Vattay, G. (2020) Visatos molekulių kompozicijų cheminės evoliucijos teorija, Miller-Urey eksperimente ir tarpžvaigždinių ir tarpgalaktinių molekulių masės pasiskirstymas J. Theor. Biol. 486 tomas, https://doi.org/10.1016/j.jtbi.2019.110097.
Schmitt-Kopplin, P., Gabelica, Z., Gougeon, R., Hertkorn, N. (2010) Didelė nežemiškos organinės medžiagos molekulinė įvairovė Murčisono meteorite buvo atskleista praėjus 40 metų po jo kritimo. Proceedings of the National Academy of Sciences 107, Nr. 7, 2763-276.
Steel, M., Hordijk W., Kauffman, SA (2020), Gimimo ir mirties proceso dinamika, pagrįsta kombinatorinėmis naujovėmis, J. Theor. Biol 491, 11018.
Cortês, M., Kauffman, SA, Liddle, AR, Smolin L, Biokosmologija ir gretimo teorija. (2022) https://www.biocosmology.earth arXiv https://arxiv.org/abs/2204.14115
Koppl, R., Gatti, R., Deveraux, A., Fath, B., Herriot J., Hordijk, W., Kauffman SA, Ulanowitcz, R., Valverde, S. (2023) Explaining Technology, Cambridge University Press , JK.
Hordijk, W. Koppl, R., Kauffman, SA (2023) „Autokatalizinių rinkinių atsiradimas paprastame technologinės evoliucijos modelyje“, „Evolutionary Economics“ žurnalas, https://doi.org/10.1007/s00191-023-00838-2
Lane, N. (2015) Gyvybiškas klausimas: energija, evoliucija ir sudėtingo gyvenimo ištakos. WW Norton & Company.
Damer, B. ir Deamer, D. (2020) Karštojo šaltinio hipotezė dėl gyvybės atsiradimo. Astrobiologija 20, Nr. 4, 429-452.
Bergsonas, H. (1907). Kūrybinė evoliucija. East India Publishing Company, Otava, Kanada, 2022 m.
Wong, M., Cleland, C., Arend D., Bartlett, S., Cleaves, H., Demarest, H., Prabhu, A., Lunine, J. ir Hazen R. (2023) On the roles of function ir atranka besivystančiose sistemose. Proceedings of the National Academy of Sciences 120, Nr. 43: e2310223120.
Smolin, L. (2013) Atgimęs laikas: nuo fizikos krizės iki visatos ateities. HMH.
Kauffman, SA ir Roli, A. (2021) Pasaulis nėra teorema. Entropija, 23 tomas, 11 numeris
Kauffman, SA ir Roli, A. (2023) Trečias perėjimas moksle? Interface Focus13: 20220063. https://doi.org/10.1098/rsfs.2022.0063
Gould, SJ ir Vrba, ES (1982) Exaptation – trūkstamas terminas formos moksle. Paleobiologija 8, Nr. 1, 4-15.
Fraenkel, A., Bar-Hillel, Y. ir Levy, A. (1973) Aibių teorijos pagrindai. Elsevier.
Grattan-Guinness, I. (2000) Matematinių šaknų paieška, 1870-1940: logika, aibių teorijos ir matematikos pagrindai nuo Kantoro iki Russello iki Gödelio. Prinstono universiteto leidykla.
Skolemas, Th. (1955) Peano aksiomos ir aritmetikos modeliai. Logikos ir matematikos pagrindų studijose, t. 16, 1-14 p. Elsevier.
Cassidy, D. (1992) Heisenberg, neapibrėžtumas ir kvantinė revoliucija. Scientific American 266, Nr. 5, 106-113.
Egzoplaneta, Vikipedija
Krissansen-Totton, J., Thomson, M., Galloway, M., Fortney, J. (2022) Planetų konteksto supratimas, kad būtų galima aptikti egzoplanetų gyvybę ir išbandyti Koperniko principą, Nature Astronomy, Vol 6, 189-198.
Wollrab, E. ir Ott, A. (2018) Miller-Urey sultinys atspindi visų Beilstein indeksuotų organinių molekulių masės tankio pasiskirstymą. Naujasis fizikos žurnalas 20, Nr. 10 105003.
Lehman, NE ir Kauffman, S. A, (2021), apribojimų uždarymas paskatino esminius gyvenimo ištakų pokyčius. Entropija, 23, 1, 105. https://doi.org/10.3390/e23010105
Carter C., Wills, P. (2017), Interdependent, Reflexivity, Fidelity, Impedence Matching, and the Evolution of Genetic Coding. Molekulinė biologija ir evoliucija, 35 tomas, 2 numeris.
Kauffman, S. ir Lehman, NE (2023) Mišrūs anhidridai peptidų ir RNR autokatalizinių rinkinių sankirtoje: biologinio kodavimo evoliucija, Karališkosios draugijos sąsajos žurnalas. https://doi.org/10.1098/rsfs.2023.0009
Bordenave, G., Louis Pasteur (1822–1895). (2003) Mikrobai ir infekcija 5, Nr. 6, 553-560.
Lazcano, A. (2016) Alexandr I. Oparin ir gyvybės kilmė: istorinis heterotrofinės teorijos pakartotinis įvertinimas. Molekulinės evoliucijos žurnalas 83, 214-222.
Tirard, S. (2017) JBS Haldane ir gyvybės kilmė. Genetikos žurnalas 96, Nr. 5, 735-739.
Miller, S. ir Urey, H. (1959) Organinių junginių sintezė primityvioje žemėje. Mokslas T. 130 (3370) 245–51.
Macintyre, A. (2011) Gödelio neužbaigtumo teoremų įtaka matematikai. Kurtas Gödelis ir matematikos pagrindai: tiesos horizontai 3-25.
