Autocatalytic set (original) (raw)
An autocatalytic set is a collection of entities, each of which can be created catalytically by other entities within the set, such that as a whole, the set is able to catalyze its own production. In this way the set as a whole is said to be autocatalytic. Autocatalytic sets were originally and most concretely defined in terms of molecular entities, but have more recently been metaphorically extended to the study of systems in sociology and economics.
| Property | Value |
|---|---|
| dbo:abstract | An autocatalytic set is a collection of entities, each of which can be created catalytically by other entities within the set, such that as a whole, the set is able to catalyze its own production. In this way the set as a whole is said to be autocatalytic. Autocatalytic sets were originally and most concretely defined in terms of molecular entities, but have more recently been metaphorically extended to the study of systems in sociology and economics. Autocatalytic sets also have the ability to replicate themselves if they are split apart into two physically separated spaces. Computer models illustrate that split autocatalytic sets will reproduce all of the reactions of the original set in each half, much like cellular mitosis. In effect, using the principles of autocatalysis, a small metabolism can replicate itself with very little high level organization. This property is why autocatalysis is a contender as the foundational mechanism for complex evolution. Prior to Watson and Crick, biologists considered autocatalytic sets the way metabolism functions in principle, i.e. one protein helps to synthesize another protein and so on. After the discovery of the double helix, the central dogma of molecular biology was formulated, which is that DNA is transcribed to RNA which is translated to protein. The molecular structure of DNA and RNA, as well as the metabolism that maintains their reproduction, are believed to be too complex to have arisen spontaneously in one step from a soup of chemistry. Several models of the origin of life are based on the notion that life may have arisen through the development of an initial molecular autocatalytic set which evolved over time. Most of these models which have emerged from the studies of complex systems predict that life arose not from a molecule with any particular trait (such as self-replicating RNA) but from an autocatalytic set. The first empirical support came from Lincoln and Joyce, who obtained autocatalytic sets in which "two [RNA] enzymes catalyze each other’s synthesis from a total of four component substrates." Furthermore, an evolutionary process that began with a population of these self-replicators yielded a population dominated by recombinant replicators. Modern life has the traits of an autocatalytic set, since no particular molecule, nor any class of molecules, is able to replicate itself. There are several models based on autocatalytic sets, including those of Stuart Kauffman and others. (en) Un conjunto autocatalítico es una colección de entidades donde cada una de estas puede ser creada catalíticamente por otras entidades dentro del conjunto, de manera que el conjunto es capaz de catalizar su propia producción. De esta manera se hace referencia a este conjunto como autocatalítico. Se refiere principalmente a un sistema en donde las partes se autoproducen, en un ciclo de autoregeneración progresiva para mantener el funcionamiento de este, generando un sistema cerrado cualitativamente sin que el sistema altere su imagen frente al entorno, por ejemplo, las células de la piel se autocatalizan manteniendo así la imagen del sistema. (es) Un insieme autocatalitico è un insieme di entità, ciascuna delle quali può essere formata in modo catalitico da altre entità all'interno dell'insieme, in modo che nel complesso l'insieme sia in grado di catalizzare la sua propria produzione. In questo modo l'insieme è detto autocatalitico. Gli insiemi autocatalitici erano originariamente più concretamente definiti in termini di entità molecolari, ma recentemente sono stati metaforicamente estesi allo studio di sistemi in sociologia ed economia. Gli insiemi autocatalitici hanno anche la capacità di replicarsi se posti in due luoghi fisicamente separati. I modelli computerizzati illustrano che dividere insiemi autocatalitici porta alla riproduzione di tutte le reazioni del sistema originale in ciascuna metà, similmente alla mitosi cellulare. In effetti, sfruttando i principi dell'autocatalisi, un piccolo metabolismo si può replicare con un livello di organizzazione abbastanza basso. Tale proprietà motiva il perché l'autocatalisi sia parte dell'evoluzione metabolica. Prima di Watson e Crick, i biologi consideravano gli insiemi autocatalitici il modo in cui il metabolismo funziona in principio, ad esempio una proteina aiuta a sintetizzare un'altra proteina e così via. Dopo la scoperta della doppia elica, venne formulato il dogma centrale della genetica secondo cui il DNA viene trascritto in RNA che viene tradotto in proteina. La struttura molecolare del DNA e dell'RNA, così come il metabolismo che mantiene la loro riproduzione, sono ritenuti essere troppo complessi per essere nati spontaneamente in una volta dal brodo primordiale. Vari modelli dell'origine della vita sono basati sulla nozione che la vita sarebbe nata dallo sviluppo di un iniziale insieme autocatalitico molecolare che si evolse nel tempo. Molti di questi modelli che sono emersi dallo studio dei sistemi complessi predicono che la vita non sorse da una molecola con particolari tratti (come l'RNA) ma da un insieme autocatalitico. (it) Autokatalytisk mängd (av engelska: autocatalytic set, ACS) är en mängd enheter som var och en kan skapas katalytiskt av andra enheter som ingår i mängden, så att hela mängden blir autokatalytisk, det vill säga kan katalysera sin egen produktion. Autokatalytiska mängder definierades ursprungligen med molekylära enheter i åtanke men används metaforiskt även inom lingvistik, sociologi och ekonomi. Före James Watson och Francis Crick antog biologer att autokatalytiska mängder i princip fungerade på samma sätt som vanlig metabolism, där ett protein hjälper till att syntetisera ett annat protein och så vidare. Sedan Watson och Crick upptäckt DNA:s dubbelhelixstruktur kunde genetikens centrala dogm formuleras, det vill säga att genetisk information överförs från DNA via RNA till protein. Den molekylära strukturen hos DNA och RNA och den metabolism som försörjer deras reproduktion betraktas som för komplex för att ha uppstått spontant ur en kemisk . Autokatalytiska mängder kan dock reproducera sig själva även om de delas i två delar som hålls separata. Datorsimulationer har visat att delar av autokatalytiska mängder var för sig kommer att reproducera alla reaktioner i den ursprungliga mängden (jämför mitos). Genom autokatalys kan alltså ett rudimentärt system med mycket enkel organisation och låg grad av metabolism reproducera sig själv. Autokatalys är därför en av de främsta kandidaterna till den grundläggande mekanismen som föregick och initierade evolutionen. Flera modeller som försöker beskriva livets ursprung utgår från principen bakom de autokatalytiska mängderna och beskriver hur livet föregicks av en utveckling av molekylära autokatalytiska mängder. De flesta av dessa modeller har utarbetats utifrån studier av och drar slutsatsen att livet inte uppkommit genom en molekyl med någon särskild sammansättning (som till exempel RNA) utan från en autokatalytisk mängd. Även dagens livsformer och samhällen kan beskrivas som autokatalytiska mängder eftersom varken enskilda enheter eller ens grupper av enheter kan reproducera sig själva i dessa system. Bland de många modeller som utgår från autokatalytiska mängder kan nämnas . (sv) Автокаталитический набор - это совокупность объектов, каждый из которых может быть создан каталитически другими объектами этого набора, так, что в целом набор способен катализировать собственное производство. Таким образом набор как целое может быть назван автокаталитическим. Изначально автокаталитические наборы были определены для молекулярных систем, но позже это понятие стали расширять на экономические и социальные системы. Некоторые автокаталитические наборы также имеют способность воспроизводить себя, если разделены на части в отдельные пространства. Компьютерные модели показывают, что такой разделенный набор воспроизводит все реакции изначального набора в каждой половине, во многом напоминая клеточный митоз. В сущности, используя принципы автокатализа, обмен веществ или метаболизм может воспроизводить сам себя, не являясь при этом особо сложно организованным. Это качество является причиной того, что автокатализ претендует на роль основополагающего механизма сложной эволюции. До открытий Уотсона и Крика биологи уже рассматривали автокаталитический набор как способ существования метаболизма в принципе, то есть один белок помогает синтезировать другой белок и так далее. После открытия двойной спирали ДНК сформулирована центральная догма молекулярной биологии, согласно которой ДНК транскрибируется на РНК, на матрице которой в свою очередь синтезируются белки. Однако молекулярная структура ДНК и РНК, как и метаболизм, поддерживающий их репликацию, считается слишком сложными для спонтанного возникновения в один шаг из первичного бульона на заре жизни. Несколько моделей происхождения жизни основаны на предположении, что жизнь могла возникнуть в результате развития начального молекулярного автокаталитического набора, который эволюционировал со временем. Данные модели, возникшие из учений о сложных системах, предсказывают, что жизнь возникла не из молекулы с какими-либо определенными свойствами (такой как самореплицирующаяся РНК), а из первичного автокаталитического набора. Получены первые экспериментальные аргументы к данной гипотезе, а именно автокаталитические наборы, в которых "два фермента (РНК) катализируют синтез друг друга из всего лишь 4 компонентов (нуклеотиды)" . Более того, эволюционный процесс, запустившийся в среде из таких репликаторов привел к доминированию популяции из рекомбинантных репликаторов. Современная жизнь имеет явные черты автокаталитического набора, поскольку ни одна молекула организма не способна воспроизвести себя самостоятельно. Разрабатываются различные модели эволюции жизни из автокаталитических наборов, к примеру Стюартом Кауффманом и другими. (ru) |
| dbo:wikiPageID | 153158 (xsd:integer) |
| dbo:wikiPageLength | 15956 (xsd:nonNegativeInteger) |
| dbo:wikiPageRevisionID | 1064900773 (xsd:integer) |
| dbo:wikiPageWikiLink | dbr:Catalyst dbr:Robert_Rosen_(theoretical_biologist) dbr:Molecule dbr:Humberto_Maturana dbr:Hypercycle_(chemistry) dbr:John_von_Neumann dbr:Peter_Schuster dbr:DNA dbr:James_D._Watson dbr:Complex_system dbr:Chemical_reaction dbr:Chemoton dbr:Genetic_recombination dbr:Manfred_Eigen dbr:Stuart_Kauffman dbr:Closure_(mathematics) dbr:Autopoiesis dbc:Artificial_life dbr:Tibor_Gánti dbr:Economics dbr:Francis_Crick dbr:Francisco_Varela dbr:Central_dogma_of_molecular_biology dbr:Protein dbr:RNA dbr:Self-replication dbc:Origin_of_life dbr:Mitosis dbr:Double_helix dbr:Artificial_chemistry dbr:Autocatalysis dbr:Bootstrapping dbr:Bootstrapping_(compilers) dbr:Polymer dbr:Metabolism dbr:Catalysis dbr:Self-hosting_(compilers) dbr:Sociology dbr:Von_Neumann_universal_constructor dbr:Molecular_entity dbr:RNA_World dbr:Origin_of_life |
| dbp:wikiPageUsesTemplate | dbt:Refimprove dbt:Reflist |
| dcterms:subject | dbc:Artificial_life dbc:Origin_of_life |
| gold:hypernym | dbr:Collection |
| rdf:type | dbo:Book |
| rdfs:comment | An autocatalytic set is a collection of entities, each of which can be created catalytically by other entities within the set, such that as a whole, the set is able to catalyze its own production. In this way the set as a whole is said to be autocatalytic. Autocatalytic sets were originally and most concretely defined in terms of molecular entities, but have more recently been metaphorically extended to the study of systems in sociology and economics. (en) Un conjunto autocatalítico es una colección de entidades donde cada una de estas puede ser creada catalíticamente por otras entidades dentro del conjunto, de manera que el conjunto es capaz de catalizar su propia producción. De esta manera se hace referencia a este conjunto como autocatalítico. (es) Un insieme autocatalitico è un insieme di entità, ciascuna delle quali può essere formata in modo catalitico da altre entità all'interno dell'insieme, in modo che nel complesso l'insieme sia in grado di catalizzare la sua propria produzione. In questo modo l'insieme è detto autocatalitico. Gli insiemi autocatalitici erano originariamente più concretamente definiti in termini di entità molecolari, ma recentemente sono stati metaforicamente estesi allo studio di sistemi in sociologia ed economia. (it) Автокаталитический набор - это совокупность объектов, каждый из которых может быть создан каталитически другими объектами этого набора, так, что в целом набор способен катализировать собственное производство. Таким образом набор как целое может быть назван автокаталитическим. Изначально автокаталитические наборы были определены для молекулярных систем, но позже это понятие стали расширять на экономические и социальные системы. (ru) Autokatalytisk mängd (av engelska: autocatalytic set, ACS) är en mängd enheter som var och en kan skapas katalytiskt av andra enheter som ingår i mängden, så att hela mängden blir autokatalytisk, det vill säga kan katalysera sin egen produktion. Autokatalytiska mängder definierades ursprungligen med molekylära enheter i åtanke men används metaforiskt även inom lingvistik, sociologi och ekonomi. (sv) |
| rdfs:label | Autocatalytic set (en) Conjunto autocatalítico (es) Insieme autocatalitico (it) Автокаталитический набор (ru) Autokatalytisk mängd (sv) |
| owl:sameAs | freebase:Autocatalytic set wikidata:Autocatalytic set dbpedia-es:Autocatalytic set dbpedia-it:Autocatalytic set dbpedia-ru:Autocatalytic set dbpedia-sv:Autocatalytic set dbpedia-tr:Autocatalytic set https://global.dbpedia.org/id/2BEZk |
| prov:wasDerivedFrom | wikipedia-en:Autocatalytic_set?oldid=1064900773&ns=0 |
| foaf:isPrimaryTopicOf | wikipedia-en:Autocatalytic_set |
| is dbo:wikiPageRedirects of | dbr:Autocatalytic_set_of_reactions dbr:Autocatalytic_sets |
| is dbo:wikiPageWikiLink of | dbr:Robert_Rosen_(biologist) dbr:Hypercycle_(chemistry) dbr:Valery_Taliev dbr:Chemoton dbr:Stuart_Kauffman dbr:Autopoiesis dbr:Iron–sulfur_world_hypothesis dbr:Abiogenesis dbr:Autocatalysis dbr:RNA_world dbr:Autocatalytic_set_of_reactions dbr:Autocatalytic_sets |
| is foaf:primaryTopic of | wikipedia-en:Autocatalytic_set |