建模前生物自组织：自催化网络的化学动力学
适应与自组织系统
2013-04-03 v1 分子网络
摘要
在本论文中，我们提出了一个数学模型，描述人工化学中分子的种群动力学，其中大分子可以通过连续连接小分子对来产生。该化学包含大量自发反应，其中一小部分可能由化学中产生的分子以不同的催化强度催化。我们表明，如果催化网络中存在自催化集（ACS），它们可以将系统资源集中到一组稀疏的分子上。ACS可以在种群动力学中产生双稳态，特别是稳态，其中ACS分子主导种群，即与化学中的其他分子（背景）相比具有更高的浓度。在本论文中，我们试图解决两个主要问题：第一，在什么情况下属于ACS的分子会主导背景？第二，从初始条件不包含良好催化剂开始，一组稀疏的大分子（包含几十到几百个单体）能否作为良好催化剂出现并维持在显著高于背景的浓度？我们表明，如果由大分子催化的ACS包含（或部分重叠）一个由较小分子催化的较小ACS（称为“嵌套ACS”结构），则大ACS主导所需的催化强度显著降低。我们表明，当网络包含嵌套ACS的级联，且分子的催化强度随其尺寸逐渐增加时，一组稀疏的分子（包括一些非常大的分子）可以主导系统。
引用
@article{arxiv.1304.0437,
title = {Modeling pre-biotic self-organization: The chemical dynamics of autocatalytic networks},
author = {Varun Giri},
journal= {arXiv preprint arXiv:1304.0437},
year = {2013}
}
备注
Ph.D. Thesis (190 pages, 76 figures)