Las protocélulas multiestables pueden facilitar la evolución de conjuntos autocatalíticos prebióticos

Las protocélulas multiestables pueden facilitar la evolución de conjuntos autocatalíticos prebióticos

Ilustración de una protocélula dentro de un medio acuoso tamponado con moléculas monoméricas de alimentos, 𝐴(1)𝑒𝑥𝑡. La membrana protocelular está compuesta de moléculas diméricas 𝐴(2) — Vida

Presentamos un modelo matemático simple que captura las capacidades evolutivas de un compartimento prebiótico o protocélula.

En el modelo, la protocélula contiene un conjunto autocatalítico cuya dinámica química está acoplada a la dinámica de crecimiento-división del compartimento. La biestabilidad en la dinámica del ensamblaje autocatalítico da como resultado una protocélula que puede existir con dos tasas de crecimiento distintas.

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La estocasticidad en las reacciones químicas desempeña el papel de mutaciones y provoca transiciones de un régimen de crecimiento a otro. Mostramos que el sistema exhibe «selección natural», en la que una protocélula «mutante» en la que el ensamblaje autocatalítico está activo aparece por casualidad en una población de protocélulas inactivas, y luego toma el control de la población debido a su tasa de crecimiento o superior. «condición física». .

El trabajo integra tres niveles de dinámica: química intracelular, protocélula única y población (o ecosistema) de protocélulas.

Angad Yuvraj Singh y Sanjay Jain
Vida 2023, 13(12), 2327; DOI: 10.3390/vie13122327

Las protocélulas multiestables pueden facilitar la evolución de conjuntos autocatalíticos prebióticosVida (acceso gratuito)

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