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Enregistrement W1998208663 · doi:10.1089/ast.2011.0679

Comparison of the Roles of Nucleotide Synthesis, Polymerization, and Recombination in the Origin of Autocatalytic Sets of RNAs

2011· article· en· W1998208663 sur OpenAlexafffund
Meng Wu, Paul G. Higgs

Notice bibliographique

RevueAstrobiology · 2011
Typearticle
Langueen
DomainePhysics and Astronomy
ThématiqueOrigins and Evolution of Life
Établissements canadiensMcMaster University
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of Canada
Mots-clésRibozymeAutocatalysisLigase ribozymeRNAAbiogenesisPolymerizationNucleotideChemistryBiologyBiophysicsBiochemistryGeneticsCatalysisPolymerGene

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Ribozymes that act as polymerases and nucleotide synthases are known experimentally, even though no fully self-replicating system has yet been found. If the RNA World hypothesis is true, ribozymes must have arisen initially from within a random abiotic polymerization system. To investigate the origin of the RNA world, we studied a mathematical model of a chemical reaction system describing RNA polymerization. It is supposed that, in absence of ribozymes, polymerization occurs at a small spontaneous rate, and that in the presence of polymerase ribozymes, polymerization occurs at a faster rate that is proportional to the ribozyme concentration. Chains must be longer than a minimum threshold length in order to have the possibility of acting as ribozymes. The reaction system has two stable states that we term dead and living. The dead state is controlled by the small spontaneous rate and has negligible concentration of ribozymes. The living state has high concentration of ribozymes, and the reaction rates are determined by the ribozymes; thus, the system is autocatalytic. Concentration fluctuations in a finite volume can cause a transition to occur from the dead to the living state, that is, an origin of life occurs within this model. We also consider ribozymes that catalyze nucleotide synthesis. We show that living and dead states arise in the presence of synthase ribozymes in the same way as for polymerases. It has been proposed that recombination reactions are a way of generating long RNA chains in the early stages of life. We show that if the possibility of random reversible recombination reactions is added to our model, this does not lead to an increase in long polymer concentration. Thus, if recombination is fully reversible, there is no autocatalytic state controlled by recombination. Nevertheless, recombination can play an important role in ribozyme synthesis if there is an additional process that keeps the recombination reactions out of equilibrium. We modeled a case studied experimentally in which building block strands of moderate length associate due to RNA secondary structure formation. A recombination reaction then occurs between these strands to form a longer sequence that catalyzes its own formation via the recombination reaction. This system has an autocatalytic state, and it is possible for it to arise within our random polymerization system. If complexes formed by associations of shorter strands can act as catalysts without the requirement that the strands be covalently linked, this would alleviate the need for synthesis of very long strands; hence, it makes the emergence of an autocatalytic system from an abiotic random polymerization system much more likely.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,003
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,001
Score d'incertitude au seuil0,005

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,003
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,002
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,026
Tête enseignante GPT0,278
Écart entre enseignants0,252 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations20
Publié2011
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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