边缘效应主导有限长度分子寡聚物复制过程的热力学
亚细胞过程
2021-08-11 v2 统计力学
分子网络
摘要
生命系统通过将单体单元组装成有限长度的寡聚物（短聚合物）副本来产生携带信息的分子（如 DNA）的副本。我们探讨了复制过程中起始和终止在复制热力学中的作用。通过将副本形成的自由能变化分解为信息项和化学项，我们表明复制准确性在整体热力学中不起直接作用。相反，产生与环境中的寡聚物更相似的输出，比通过随机采样单体获得的序列在热力学上代价更高。复制准确性在热力学上可以是中性的，甚至根据周围环境可能是有利的。因此，寡聚物复制机制可以作为信息引擎，实现化学自由能与基于信息的自由能之间的相互转换。针对无限长聚合物推导出的关于准确性的严格热力学约束，在此表现为副本与模板结合时所经历的动力学障碍。这些障碍对于较短的寡聚物而言很容易克服。
引用
@article{arxiv.2005.11255,
title = {Edge-effects dominate copying thermodynamics for finite-length molecular oligomers},
author = {Jenny Marie Poulton and Thomas Edward Ouldridge},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.11255},
year = {2021}
}