स्व-उत्प्रेरक समूह: Difference between revisions

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एक ऑटोकैटलिटिक सेट संस्थाओं का एक संग्रह है, जिनमें से प्रत्येक को सेट के भीतर अन्य संस्थाओं द्वारा उत्प्रेरित किया जा सकता है, जैसे कि समग्र रूप से, सेट अपने स्वयं के उत्पादन को उत्प्रेरित करने में सक्षम है। इस प्रकार ''संपूर्ण रूप से'' सेट को [[कटैलिसीस]] कहा जाता है। ऑटोकैटलिटिक सेट को मूल रूप से और सबसे ठोस रूप से [[आणविक इकाई]] के संदर्भ में परिभाषित किया गया था, लेकिन हाल ही में इसे समाजशास्त्र, पारिस्थितिकी और [[अर्थशास्त्र]] में प्रणालियों के अध्ययन के लिए रूपक रूप से विस्तारित किया गया है।
'''स्व-उत्प्रेरक समूह''' संस्थाओं का एक संग्रह है, जिनमें से प्रत्येक को समूह के भीतर अन्य संस्थाओं द्वारा उत्प्रेरक रूप से बनाया जा सकता है, जैसे कि समग्र रूप से, समूह अपने स्वयं के उत्पादन को उत्प्रेरित करने में सक्षम है। इस प्रकार समग्र रूप से समूह को [[कटैलिसीस]] कहा जाता है। स्व-उत्प्रेरक समूह मूल रूप से और सबसे ठोस रूप से [[आणविक इकाई]] के संदर्भ में परिभाषित किए गए थे, लेकिन हाल ही में इन्हें समाजशास्त्र, पारिस्थितिकी और [[अर्थशास्त्र]] में प्रणालियों के अध्ययन के लिए रूपक रूप से विस्तारित किया गया है।


ऑटोकैटलिटिक सेटों में भी खुद को दोहराने की क्षमता होती है यदि वे दो भौतिक रूप से अलग स्थानों में विभाजित हो जाते हैं। कंप्यूटर मॉडल बताते हैं कि विभाजित ऑटोकैटलिटिक सेट, सेलुलर [[ पिंजरे का बँटवारा ]] की तरह, प्रत्येक आधे में मूल सेट की सभी प्रतिक्रियाओं को पुन: उत्पन्न करेगा। वास्तव में, [[ऑटोकैटलिसिस]] के सिद्धांतों का उपयोग करके, एक छोटा चयापचय बहुत कम उच्च स्तरीय संगठन के साथ खुद को दोहरा सकता है। यही कारण है कि ऑटोकैटलिसिस जटिल विकास के लिए मूलभूत तंत्र के रूप में एक दावेदार है।
स्व-उत्प्रेरक समूहों में भी खुद को दोहराने की क्षमता होती है यदि वे दो भौतिक रूप से अलग स्थानों में विभाजित हो जाते हैं। कंप्यूटर मॉडल बताते हैं कि विभाजित स्व-उत्प्रेरक समूह, सेलुलर माइटोसिस की तरह, प्रत्येक आधे में मूल समूह की सभी प्रतिक्रियाओं को पुन: उत्पन्न करेगा। वास्तव में, [[ऑटोकैटलिसिस|रासायनिक प्रतिक्रिया]] के सिद्धांतों का उपयोग करके, एक छोटा चयापचय बहुत कम उच्च स्तरीय संगठन के साथ खुद को दोहरा सकता है। यही कारण है कि रासायनिक प्रतिक्रिया जटिल विकास के लिए मूलभूत तंत्र के रूप में एक दावेदार है।


जेम्स डी. वॉटसन और [[फ्रांसिस क्रिक]] से पहले, जीवविज्ञानियों ने सिद्धांत रूप में चयापचय के कार्य करने के तरीके को ऑटोकैटलिटिक सेट [[शाही सेना]] था, यानी एक [[प्रोटीन]] दूसरे प्रोटीन को संश्लेषित करने में मदद करता है और इसी तरह। [[ दोहरी कुंडली ]] की खोज के बाद, [[आणविक जीव विज्ञान की केंद्रीय हठधर्मिता]] तैयार की गई, जो यह है कि [[डीएनए]] को आरएनए में स्थानांतरित किया जाता है जो प्रोटीन में अनुवादित होता है। डीएनए और आरएनए की आणविक संरचना, साथ ही उनके प्रजनन को बनाए रखने वाला चयापचय, इतना जटिल माना जाता है कि रसायन विज्ञान के सूप से एक चरण में अनायास उत्पन्न हो सकता है।
वॉटसन और [[फ्रांसिस क्रिक]] से पहले, जीवविज्ञानियों ने सिद्धांत रूप में चयापचय के कार्य करने के तरीके को स्व-उत्प्रेरक समूह माना था, यानी एक प्रोटीन दूसरे प्रोटीन को संश्लेषित करने में मदद करता है और इसी तरह। डबल हेलिक्स की खोज के बाद, [[आणविक जीव विज्ञान की केंद्रीय हठधर्मिता]] तैयार की गई, जो यह है कि [[डीएनए]] को आरएनए में स्थानांतरित किया जाता है जो [[प्रोटीन]] में अनुवादित होता है। डीएनए और आरएनए की आणविक संरचना, साथ ही उनके प्रजनन को बनाए रखने वाला चयापचय, इतना जटिल माना जाता है कि रसायन विज्ञान के सूप से एक चरण में अनायास उत्पन्न हो सकता है।


[[जीवन की उत्पत्ति]] के कई मॉडल इस धारणा पर आधारित हैं कि जीवन एक प्रारंभिक आणविक ऑटोकैटलिटिक सेट के विकास के माध्यम से उत्पन्न हुआ होगा जो समय के साथ विकसित हुआ। इनमें से अधिकांश मॉडल जो जटिल प्रणालियों के अध्ययन से उभरे हैं, यह भविष्यवाणी करते हैं कि जीवन किसी विशेष गुण (जैसे स्व-प्रतिकृति [[आरएनए वर्ल्ड]]) वाले अणु से नहीं, बल्कि एक ऑटोकैटलिटिक सेट से उत्पन्न हुआ है। पहला अनुभवजन्य समर्थन लिंकन और जॉयस से आया, जिन्होंने ऑटोकैटलिटिक सेट प्राप्त किया जिसमें दो [आरएनए] एंजाइम कुल चार घटक सब्सट्रेट्स से एक दूसरे के संश्लेषण को उत्प्रेरित करते हैं।<ref>{{cite journal | author = Lincoln TA, Joyce GF | title = आरएनए एंजाइम की स्व-निरंतर प्रतिकृति| journal = Science | volume = 323 | issue = 5918 | pages = 1229–32 |date=February 2009 | pmid = 19131595 | pmc = 2652413 | doi = 10.1126/science.1167856 | bibcode = 2009Sci...323.1229L }}</ref> इसके अलावा, एक विकासवादी प्रक्रिया जो इन स्व-प्रतिकृतियों की आबादी के साथ शुरू हुई, उसने [[आनुवंशिक पुनर्संयोजन]] प्रतिकृतियों के वर्चस्व वाली आबादी उत्पन्न की।
[[जीवन की उत्पत्ति]] के कई मॉडल इस धारणा पर आधारित हैं कि जीवन एक प्रारंभिक आणविक स्व-उत्प्रेरक समूह के विकास के माध्यम से उत्पन्न हुआ होगा जो समय के साथ विकसित हुआ। इनमें से अधिकांश मॉडल जो जटिल प्रणालियों के अध्ययन से उभरे हैं, यह भविष्यवाणी करते हैं कि जीवन किसी विशेष गुण (जैसे स्व-प्रतिकृति [[आरएनए वर्ल्ड|आरएनए]]) वाले अणु से नहीं बल्कि एक स्व-उत्प्रेरक समूह से उत्पन्न हुआ है। पहला अनुभवजन्य समर्थन लिंकन और जॉयस से आया, जिन्होंने स्व-उत्प्रेरक समूह प्राप्त किए जिसमें "दो [आरएनए] एंजाइम कुल चार घटक सब्सट्रेट्स से एक दूसरे के संश्लेषण को उत्प्रेरित करते हैं।"<ref>{{cite journal | author = Lincoln TA, Joyce GF | title = आरएनए एंजाइम की स्व-निरंतर प्रतिकृति| journal = Science | volume = 323 | issue = 5918 | pages = 1229–32 |date=February 2009 | pmid = 19131595 | pmc = 2652413 | doi = 10.1126/science.1167856 | bibcode = 2009Sci...323.1229L }}</ref> इसके अलावा, एक विकासवादी प्रक्रिया जो इनकी आबादी के साथ शुरू हुई स्व-प्रतिकृतियों से [[आनुवंशिक पुनर्संयोजन]] प्रतिकृतियों के वर्चस्व वाली जनसंख्या प्राप्त हुई।


आधुनिक जीवन में एक ऑटोकैटलिटिक सेट के लक्षण हैं, क्योंकि कोई भी विशेष अणु या अणुओं का कोई भी वर्ग खुद को दोहराने में सक्षम नहीं है। [[स्टुअर्ट कॉफ़मैन]] सहित ऑटोकैटलिटिक सेट पर आधारित कई मॉडल हैं<ref>Kauffman, Stuart A. (2008) ''Reinventing the Sacred: A New View of Science, Reason, and Religion''.  [Basic Books],  {{ISBN|0-465-00300-1}}, chapter 5, especially pp. 59–71</ref> और दूसरे।
आधुनिक जीवन में एक स्व-उत्प्रेरक समूह के लक्षण हैं, क्योंकि कोई भी विशेष अणु या अणुओं का कोई भी वर्ग खुद को दोहराने में सक्षम नहीं है। [[स्टुअर्ट कॉफ़मैन]] समूह पर आधारित कई मॉडल हैं, जिनमें स्टुअर्ट कॉफ़मैन और अन्य सम्मिलित हैं।<ref>Kauffman, Stuart A. (2008) ''Reinventing the Sacred: A New View of Science, Reason, and Religion''.  [Basic Books],  {{ISBN|0-465-00300-1}}, chapter 5, especially pp. 59–71</ref>


==औपचारिक परिभाषा==
==औपचारिक परिभाषा==
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===परिभाषा===
===परिभाषा===


[[अणु]]ओं के एक सेट एम को देखते हुए, [[रासायनिक प्रतिक्रिया]]ओं को मोटे तौर पर एम से उपसमुच्चय के जोड़े आर = (ए, बी) के रूप में परिभाषित किया जा सकता है:<ref>{{cite journal | author = Hordijk W | title = Autocatalytic Sets: From the Origin of Life to the Economy | journal = BioScience | volume = 63 | issue = 11 | pages =  877–881| year = 2013 | doi = 10.1525/bio.2013.63.11.6 | doi-access = free }}</ref>
[[अणु]]ओं के एक समूह M को देखते हुए, [[रासायनिक प्रतिक्रिया|रासायनिक प्रतिक्रियाओं]] को मोटे तौर पर एम से उपसमूह के जोड़े r = (A, B) के रूप में परिभाषित किया जा सकता है: <ref>{{cite journal | author = Hordijk W | title = Autocatalytic Sets: From the Origin of Life to the Economy | journal = BioScience | volume = 63 | issue = 11 | pages =  877–881| year = 2013 | doi = 10.1525/bio.2013.63.11.6 | doi-access = free }}</ref>
ए<sub>1</sub> + ए<sub>2</sub> + ... + ए<sub>k</sub> → बी<sub>1</sub> + बी<sub>2</sub> + ... + बी<sub>k</sub>
a<sub>1</sub> + a<sub>2</sub> + ... + a<sub>k</sub> → b<sub>1</sub> + b<sub>2</sub> + ... + b<sub>k</sub>
माना R स्वीकार्य प्रतिक्रियाओं का समुच्चय है। एक जोड़ी (एम, आर) एक प्रतिक्रिया प्रणाली (आरएस) है।
माना R स्वीकार्य प्रतिक्रियाओं का समूह है। एक जोड़ी (M, R) एक प्रतिक्रिया प्रणाली (RS) है।


मान लीजिए C अणु-प्रतिक्रिया युग्मों का समूह है जो निर्दिष्ट करता है कि कौन से अणु कौन सी प्रतिक्रियाओं को [[उत्प्रेरक]] कर सकते हैं:
मान लीजिए C अणु-प्रतिक्रिया युग्मों का समूह है जो निर्दिष्ट करता है कि कौन से अणु कौन सी प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित कर सकते हैं:


   सी = {(एम, आर) | एम ∈ एम, आर ∈ आर}
   C = {(m, r) | m ∈ M, r ∈ R}


मान लीजिए F ⊆ M भोजन का एक समूह है (पर्यावरण से स्वतंत्र रूप से उपलब्ध अणुओं की छोटी संख्या) और R' ⊆ R प्रतिक्रियाओं का कुछ उपसमूह है। हम प्रतिक्रियाओं सीएल के इस सबसेट के सापेक्ष भोजन सेट के एक [[समापन (गणित)]] को परिभाषित करते हैं<sub>R'</sub>(एफ) अणुओं के समूह के रूप में जिसमें भोजन सेट और सभी अणु शामिल होते हैं जिन्हें भोजन सेट से शुरू करके और प्रतिक्रियाओं के इस सबसेट से केवल प्रतिक्रियाओं का उपयोग करके उत्पादित किया जा सकता है। औपचारिक रूप से सीएल<sub>R'</sub>(एफ) एम का एक न्यूनतम उपसमुच्चय है जैसे कि एफ ⊆ सीएल<sub>R'</sub>(एफ) और प्रत्येक प्रतिक्रिया के लिए आर'(ए, बी) ⊆ आर':
मान लीजिए F ⊆ M भोजन का एक समूह है (पर्यावरण से स्वतंत्र रूप से उपलब्ध अणुओं की छोटी संख्या) और R' ⊆ R प्रतिक्रियाओं का कुछ उपसमूह है। हम प्रतिक्रियाओं के इस उपसमूह के सापेक्ष भोजन समूह के बंद होने को परिभाषित करते हैं, Cl<sub>R'</sub>(F) णुओं के समूह के रूप में जिसमें भोजन समूह और सभी अणु सम्मिलित होते हैं जिन्हें भोजन समूह से शुरू किया जा सकता है और प्रतिक्रियाओं के इस उपसमूह से केवल प्रतिक्रियाओं का उपयोग किया जा सकता है। औपचारिक रूप से Cl<sub>R'</sub>(F) का एक न्यूनतम उपसमूह जैसे कि F ⊆ Cl<sub>R'</sub>(F) और प्रत्येक प्रतिक्रिया r'(A, B) ⊆ R' है:
 
   A ⊆ Cl<sub>R'</sub>(F) ⇒ B ⊆ Cl<sub>R'</sub>(F)
   ए ⊆ सीएल<sub>R'</sub>(एफ) ⇒ बी ⊆ सीएल<sub>R'</sub>(एफ)
एक प्रतिक्रिया प्रणाली (ClR'(F), R') स्वतः उत्प्रेरक है यदि और केवल यदि प्रत्येक प्रतिक्रिया r'(A, B) ⊆ R' के लिए:
 
# एक अणु c ⊆ClR'(F) इस प्रकार मौजूद है कि (c, r') ⊆ C,
एक प्रतिक्रिया प्रणाली (सीएल<sub>R'</sub>(एफ), आर') ऑटोकैटलिटिक है, यदि और केवल यदि प्रत्येक प्रतिक्रिया के लिए आर'(ए, बी) ⊆ आर':
#A ⊆ Cl<sub>R'</sub>(F).
# वहां एक अणु c ⊆Cl मौजूद है<sub>R'</sub>(एफ) ऐसा कि (सी, आर') ⊆ सी,
# ए ⊆ सीएल<sub>R'</sub>(एफ)।


===उदाहरण===
===उदाहरण===


मान लीजिए M = {a, b, c, d, f, g} और F = {a, b}। माना कि समुच्चय R में निम्नलिखित प्रतिक्रियाएँ हैं:
मान लीजिए M = {a, b, c, d, f, g} और F = {a, b}। माना कि समूह R में निम्नलिखित प्रतिक्रियाएँ हैं:
 
a + b  → c + d, catalyzed by g
  ए + बी → सी + डी, जी द्वारा उत्प्रेरित
   a + f  → c + b, catalyzed by d
   ए + एफ → सी + बी, डी द्वारा उत्प्रेरित
   c + b  → g + a, catalyzed by d or f
   सी + बी → जी + ए, डी या एफ द्वारा उत्प्रेरित
 
F = {a, b} से हम {c, d} उत्पन्न कर सकते हैं और फिर {c, b} से हम {g, a} उत्पन्न कर सकते हैं, इसलिए समापन इसके बराबर है:
F = {a, b} से हम {c, d} उत्पन्न कर सकते हैं और फिर {c, b} से हम {g, a} उत्पन्न कर सकते हैं, इसलिए समापन इसके बराबर है:


   क्लोरीन<sub>R'</sub>(एफ) = {ए, बी, सी, डी, जी}
   Cl<sub>R'</sub>(F) = {a, b, c, d, g}


परिभाषा के अनुसार अधिकतम ऑटोकैटलिटिक उपसमुच्चय R' में दो प्रतिक्रियाएँ शामिल होंगी:
परिभाषा के अनुसार अधिकतम स्व-उत्प्रेरक उपसमूह R' में दो प्रतिक्रियाएँ सम्मिलित होंगी:


  ए + बी → सी + डी, जी द्वारा उत्प्रेरित
a + b  → c + d, catalyzed by g
  सी + बी → जी + ए, डी द्वारा उत्प्रेरित
c + b  → g + a, catalyzed by d
(ए + एफ) के लिए प्रतिक्रिया आर' से संबंधित नहीं है क्योंकि एफ क्लोजर से संबंधित नहीं है। इसी प्रकार स्व-उत्प्रेरक समूह में (सी + बी) के लिए प्रतिक्रिया केवल डी द्वारा उत्प्रेरित की जा सकती है, एफ द्वारा नहीं।


(ए + एफ) के लिए प्रतिक्रिया आर' से संबंधित नहीं है क्योंकि एफ क्लोजर से संबंधित नहीं है। इसी प्रकार ऑटोकैटलिटिक सेट में (सी + बी) के लिए प्रतिक्रिया केवल डी द्वारा उत्प्रेरित की जा सकती है, एफ द्वारा नहीं।
==संभावना है कि एक यादृच्छिक समूह स्वत: उत्प्रेरक है==


==संभावना है कि एक यादृच्छिक सेट स्वत: उत्प्रेरक है==
उपरोक्त मॉडल के अध्ययन से पता चलता है कि यादृच्छिक आरएस कुछ मान्यताओं के तहत उच्च संभावना के साथ स्व-उत्प्रेरक हो सकता है। यह इस तथ्य से आता है कि अणुओं की बढ़ती संख्या के साथ, यदि अणु जटिलता में बढ़ते हैं, तो संभावित प्रतिक्रियाओं और उत्प्रेरकों की संख्या और भी बड़ी हो जाती है, जिससे आरएस के एक हिस्से को स्व-समर्थित बनाने के लिए स्टोकेस्टिक रूप से पर्याप्त प्रतिक्रियाएं और उत्प्रेरक उत्पन्न होते हैं।<ref>{{cite journal | author = Mossel E, Steel M. | title = यादृच्छिक जैव रासायनिक नेटवर्क और आत्मनिर्भर ऑटोकैटलिसिस की संभावना| journal = Journal of Theoretical Biology | volume = 233 | issue = 3 | pages = 327–336 | year = 2005 | pmid =  15652142| doi = 10.1016/j.jtbi.2004.10.011| bibcode = 2005JThBi.233..327M | citeseerx = 10.1.1.133.9352 }}</ref> एक स्व-उत्प्रेरक समूह उसी कारण से अणुओं की बढ़ती संख्या के साथ बहुत तेजी से फैलता है। ये सैद्धांतिक परिणाम जीवन की प्रारंभिक उत्पत्ति की वैज्ञानिक व्याख्या के लिए स्व-उत्प्रेरक समूह को आकर्षक बनाते हैं।
 
उपरोक्त मॉडल के अध्ययन से पता चलता है कि यादृच्छिक आरएस कुछ मान्यताओं के तहत उच्च संभावना के साथ ऑटोकैटलिटिक हो सकता है। यह इस तथ्य से आता है कि अणुओं की बढ़ती संख्या के साथ, संभावित प्रतिक्रियाओं और उत्प्रेरकों की संख्या और भी बड़ी हो जाती है यदि अणु जटिलता में बढ़ते हैं, तो आरएस के एक हिस्से को स्व-समर्थित बनाने के लिए स्टोकेस्टिक रूप से पर्याप्त प्रतिक्रियाएं और उत्प्रेरक उत्पन्न करते हैं।<ref>{{cite journal | author = Mossel E, Steel M. | title = यादृच्छिक जैव रासायनिक नेटवर्क और आत्मनिर्भर ऑटोकैटलिसिस की संभावना| journal = Journal of Theoretical Biology | volume = 233 | issue = 3 | pages = 327–336 | year = 2005 | pmid =  15652142| doi = 10.1016/j.jtbi.2004.10.011| bibcode = 2005JThBi.233..327M | citeseerx = 10.1.1.133.9352 }}</ref> एक ऑटोकैटलिटिक सेट तब अणुओं की बढ़ती संख्या के साथ बहुत तेजी से फैलता है
इसी कारण से। ये सैद्धांतिक परिणाम जीवन की प्रारंभिक उत्पत्ति की वैज्ञानिक व्याख्या के लिए ऑटोकैटलिटिक सेट को आकर्षक बनाते हैं।


==औपचारिक सीमाएँ==
==औपचारिक सीमाएँ==


औपचारिक रूप से, अणुओं को असंरचित संस्थाओं के अलावा कुछ भी मानना ​​मुश्किल है, क्योंकि संभावित प्रतिक्रियाओं (और अणुओं) का सेट अनंत हो जाएगा। इसलिए, डीएनए, आरएनए या प्रोटीन को मॉडल करने के लिए आवश्यक मनमाने ढंग से लंबे [[ पॉलीमर ]] की व्युत्पत्ति अभी तक संभव नहीं है। आरएनए वर्ल्ड के अध्ययन भी इसी समस्या से ग्रस्त हैं।
औपचारिक रूप से, अणुओं को असंरचित संस्थाओं के अलावा कुछ भी मानना ​​मुश्किल है, क्योंकि संभावित प्रतिक्रियाओं (और अणुओं) का समूह अनंत हो जाएगा। इसलिए, डीएनए, आरएनए या प्रोटीन को मॉडल करने के लिए आवश्यक मनमाने ढंग से लंबे [[ पॉलीमर |पॉलीमर]] की व्युत्पत्ति अभी तक संभव नहीं है। आरएनए वर्ल्ड के अध्ययन भी इसी समस्या से ग्रस्त हैं।


==भाषाई पहलू==
==भाषाई पहलू==


उपरोक्त परिभाषा के विपरीत, जो कृत्रिम रसायन विज्ञान के क्षेत्र पर लागू होती है,
उपरोक्त परिभाषा के विपरीत, जो कृत्रिम रसायन विज्ञान के क्षेत्र पर लागू होती है, स्व-उत्प्रेरक समूह की कोई सर्वसम्मत धारणा आज मौजूद नहीं है।
ऑटोकैटलिटिक सेट की कोई सर्वसम्मत धारणा आज मौजूद नहीं है।


जबकि ऊपर, उत्प्रेरक की धारणा गौण है जहां तक ​​कि केवल सेट है
जबकि ऊपर, उत्प्रेरक की धारणा गौण है, जहां तक ​​कि संपूर्ण समूह को ही अपने उत्पादन को उत्प्रेरित करना होता है, यह अन्य परिभाषाओं में प्राथमिक है, जो "स्व-उत्प्रेरक समूह" शब्द को एक अलग जोर देता है। वहां, प्रत्येक प्रतिक्रिया (या कार्य, परिवर्तन) की मध्यस्थता एक उत्प्रेरक द्वारा की जानी होती है। परिणामस्वरूप, अपनी संबंधित प्रतिक्रिया की मध्यस्थता करते समय, प्रत्येक उत्प्रेरक अपनी प्रतिक्रिया को भी दर्शाता है, जिसके परिणामस्वरूप एक स्व-निरूपण प्रणाली बनती है, जो दो कारणों से दिलचस्प है। सबसे पहले, वास्तविक चयापचय इस तरीके से संरचित होता है। दूसरा, स्व-निरूपण प्रणालियों को स्व-वर्णन प्रणालियों की दिशा में एक मध्यवर्ती कदम माना जा सकता है।
संपूर्ण को अपने स्वयं के उत्पादन को उत्प्रेरित करना होता है, यह अन्य परिभाषाओं में प्राथमिक है,
ऑटोकैटलिटिक शब्द पर एक अलग जोर दिया गया। वहाँ, हर प्रतिक्रिया
(या कार्य, परिवर्तन) की मध्यस्थता एक उत्प्रेरक द्वारा की जानी चाहिए। एक परिणाम के रूप में,
प्रत्येक उत्प्रेरक अपनी-अपनी प्रतिक्रिया की मध्यस्थता करते हुए निरूपित करता है
इसकी प्रतिक्रिया से भी स्व-निरूपण प्रणाली का निर्माण हुआ, जो दिलचस्प है
दो कारणों से. सबसे पहले, वास्तविक चयापचय इस तरीके से संरचित होता है।
दूसरा, सेल्फ डिनोटिंग सिस्टम को एक मध्यवर्ती कदम माना जा सकता है
स्व-वर्णन प्रणालियों की ओर।


संरचनात्मक और प्राकृतिक ऐतिहासिक दोनों दृष्टिकोण से, कोई भी ऐसा कर सकता है
संरचनात्मक और प्राकृतिक ऐतिहासिक दृष्टिकोण दोनों से, कोई एसीएस को औपचारिक परिभाषा में अधिक मूल अवधारणा के रूप में पहचान सकता है, जबकि दूसरे में, सिस्टम का प्रतिबिंब पहले से ही एक स्पष्ट प्रस्तुति में लाया जाता है, क्योंकि उत्प्रेरक उनके द्वारा प्रेरित प्रतिक्रिया का प्रतिनिधित्व करते हैं। एसीएस साहित्य में, दोनों अवधारणाएं मौजूद हैं, लेकिन अलग-अलग जोर दिया गया है।
औपचारिक परिभाषा में जब्त किए गए एसीएस को अधिक मूल के रूप में पहचानें
अवधारणा, जबकि दूसरे में स्वयं व्यवस्था का प्रतिबिम्ब है
पहले से ही एक स्पष्ट प्रस्तुति में लाया गया है, क्योंकि उत्प्रेरक प्रतिनिधित्व करते हैं
उनके द्वारा प्रेरित प्रतिक्रिया. एसीएस साहित्य में, दोनों अवधारणाएँ मौजूद हैं,
लेकिन अलग ढंग से जोर दिया गया।


दूसरी ओर से वर्गीकरण को पूरा करने के लिए सामान्यीकृत स्व
दूसरी ओर से वर्गीकरण को पूरा करने के लिए, सामान्यीकृत स्व-पुनरुत्पादन प्रणालियाँ स्व-संकेत से आगे बढ़ती हैं। वहां, कोई असंरचित संस्थाएं अब परिवर्तन नहीं करतीं, बल्कि संरचित, वर्णित इकाइयां करती हैं। औपचारिक रूप से, एक सामान्यीकृत स्व-पुनरुत्पादन प्रणाली में दो फ़ंक्शन, यू और सी सम्मिलित होते हैं, साथ में उनके विवरण Desc(u) और Desc(c) निम्नलिखित परिभाषा के साथ होते हैं:  
पुनरुत्पादन प्रणालियाँ स्व-संकेत से आगे बढ़ती हैं। वहां नहीं
u : Desc(X) -> X
असंरचित इकाइयाँ अब परिवर्तनों को आगे बढ़ाती हैं, लेकिन संरचित,
c : Desc(X) -> Desc(X)
वर्णित हैं। औपचारिक रूप से, एक सामान्यीकृत स्व-प्रजनन प्रणाली शामिल होती है
जहां फ़ंक्शन 'यू' "यूनिवर्सल" कंस्ट्रक्टर है, जो उचित विवरण से अपने डोमेन में सब कुछ बनाता है, जबकि 'सी' किसी भी विवरण के लिए एक कॉपी फ़ंक्शन है। व्यावहारिक रूप से, 'यू' और 'सी' कई उप-कार्यों या उत्प्रेरकों में विभाजित हो सकते हैं।
दो फ़ंक्शन, यू और सी, उनके विवरण के साथ Desc(u) और
निम्नलिखित परिभाषा के साथ Desc(c):
 
    यू : विवरण(एक्स) -> एक्स
    c : Desc(X) -> Desc(X)
 
जहां फ़ंक्शन 'यू' वॉन न्यूमैन यूनिवर्सल कंस्ट्रक्टर है| यूनिवर्सल कंस्ट्रक्टर, जो निर्माण करता है
इसके डोमेन में सब कुछ उचित विवरण से है, जबकि 'सी' एक प्रति है
किसी भी विवरण के लिए कार्य करें। व्यावहारिक रूप से, 'यू' और 'सी' कई उप-कार्यों या उत्प्रेरकों में विभाजित हो सकते हैं।


ध्यान दें कि (तुच्छ) कॉपी फ़ंक्शन 'सी' आवश्यक है क्योंकि यद्यपि सार्वभौमिक कंस्ट्रक्टर 'यू'
ध्यान दें कि (तुच्छ) कॉपी फ़ंक्शन 'सी' आवश्यक है क्योंकि यद्यपि सार्वभौमिक कंस्ट्रक्टर 'यू'
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आम तौर पर परिणाम से अधिक लंबा होता है, जिससे पूर्ण स्व-प्रतिकृति असंभव हो जाती है।
आम तौर पर परिणाम से अधिक लंबा होता है, जिससे पूर्ण स्व-प्रतिकृति असंभव हो जाती है।


इस अंतिम अवधारणा का श्रेय [[जॉन वॉन न्यूमैन]] को दिया जा सकता है
इस अंतिम अवधारणा को स्व-पुनरुत्पादन ऑटोमेटा पर [[जॉन वॉन न्यूमैन]] के काम के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है, जहां वह हस्तक्षेप से बचने के लिए किसी भी गैर-तुच्छ (सामान्यीकृत) स्व-पुनरुत्पादन प्रणाली के लिए आवश्यक आत्म विवरण रखता है। वॉन न्यूमैन ने मॉडल रसायन विज्ञान के लिए भी ऐसी प्रणाली डिजाइन करने की योजना बनाई।
स्व-प्रतिकृति ऑटोमेटा पर काम करें, जहां वह किसी के लिए आवश्यक आत्म विवरण रखता है
हस्तक्षेपों से बचने के लिए गैर-तुच्छ (सामान्यीकृत) स्व-पुनरुत्पादन प्रणाली। वॉन न्यूमैन ने डिज़ाइन करने की योजना बनाई
मॉडल रसायन विज्ञान के लिए भी ऐसी प्रणाली।


==गैर-स्वायत्त ऑटोकैटलिटिक सेट==
==गैर-स्वायत्त स्व-उत्प्रेरक समूह==


ऑटोकैटलिटिक सेट पर लगभग सभी लेख खुले रहते हैं कि क्या सेट हैं
स्व-उत्प्रेरक समूह पर लगभग सभी लेख इस बात को खुला छोड़ देते हैं कि समूह को स्वायत्त माना जाए या नहीं। अक्सर, समूह की स्वायत्तता चुपचाप मान ली जाती है।
स्वायत्त माना जाए या नहीं. अक्सर सेट की स्वायत्तता चुपचाप होती है
मान लिया गया.


संभवतः, उपरोक्त संदर्भ में स्वायत्त स्व-प्रतिकृति पर ज़ोर दिया गया है
संभवतः, उपरोक्त संदर्भ में स्वायत्त आत्म प्रतिकृति और जीवन की प्रारंभिक उत्पत्ति पर ज़ोर दिया गया है। लेकिन स्व-उत्प्रेरक समूह की अवधारणा वास्तव में अधिक सामान्य है और विभिन्न तकनीकी क्षेत्रों में व्यावहारिक उपयोग में है, जैसे जहां आत्मनिर्भर उपकरण श्रृंखलाओं को संभाला जाता है। स्पष्ट रूप से, ऐसे समूह स्वायत्त नहीं हैं और मानव एजेंसी की वस्तु हैं।
और जीवन की प्रारंभिक उत्पत्ति. लेकिन ऑटोकैटलिटिक सेट की अवधारणा वास्तव में अधिक सामान्य और है
विभिन्न तकनीकी क्षेत्रों में व्यावहारिक उपयोग में, उदा. जहां आत्मनिर्भर उपकरण श्रृंखलाएं हैं
संभाला. स्पष्ट रूप से, ऐसे सेट स्वायत्त नहीं हैं और मानव एजेंसी की वस्तु हैं।


गैर-स्वायत्त ऑटोकैटलिटिक सेटों के व्यावहारिक महत्व के उदाहरण पाए जा सकते हैं। [[[[बूटस्ट्रैपिंग]] (संकलक)]]कंपाइलर) और [[स्व-होस्टिंग (संकलक)]]कंपाइलर) के क्षेत्र में, जहां संबंधित निर्माणों की स्व-संदर्भित प्रकृति पर स्पष्ट रूप से चर्चा की जाती है, अक्सर बूटस्ट्रैपिंग के रूप में।
गैर-स्वायत्त स्व-उत्प्रेरक समूहों के व्यावहारिक महत्व के उदाहरण पाए जा सकते हैं। कंपाइलर निर्माण के क्षेत्र में और ऑपरेटिंग सिस्टम में, जहां संबंधित निर्माणों की स्व-संदर्भित प्रकृति को अक्सर बूटस्ट्रैपिंग के रूप में स्पष्ट रूप से चर्चा की जाती है।


==जीवन के अन्य सिद्धांतों से तुलना==
==जीवन के अन्य सिद्धांतों से तुलना==


ऑटोकैटलिटिक सेट जीवन के कई मौजूदा सिद्धांतों में से एक है, जिसमें [[केमोटन]] भी शामिल है<ref name=gantibook>{{cite book| isbn= 9780198507260| title = जीवन के सिद्धांत| last = Gánti | first = Tibor |publisher = Oxford University Press | date = 2003|editor1 = Eörs Száthmary | editor2 = James Griesemer}}</ref> टिबोर गंती का, [[मैनफ्रेड ओन]] और [[पीटर शूस्टर]] का [[हाइपरसाइकिल (रसायन विज्ञान)]],<ref>{{cite journal | doi= 10.11007/bf00450633|last1 = Eigen |first1 = M| last2 = Schuster |first2 =P | title = The hypercycle: a principle of natural self-organization. A: emergence of the hypercycle| journal= Naturwissenschaften|volume = 64|issue = 11|pages = 541–565}}</ref><ref>{{cite journal | doi= 10.1007/bf00420631|last1 = Eigen |first1 = M| last2 = Schuster |first2 =P | title = The hypercycle: a principle of natural self-organization. B: the abstract hypercycle| journal= Naturwissenschaften|volume = 65|issue = 1 |pages = 7–41}}</ref>
स्व-उत्प्रेरक समूह जीवन के कई मौजूदा सिद्धांतों में से एक है, जिसमें टिबोर गैंटी का [[केमोटन]], [[मैनफ्रेड ओन]] और [[पीटर शूस्टर]] का [[हाइपरसाइकिल (रसायन विज्ञान)]],<ref>{{cite journal | doi= 10.11007/bf00450633|last1 = Eigen |first1 = M| last2 = Schuster |first2 =P | title = The hypercycle: a principle of natural self-organization. A: emergence of the hypercycle| journal= Naturwissenschaften|volume = 64|issue = 11|pages = 541–565}}</ref><ref>{{cite journal | doi= 10.1007/bf00420631|last1 = Eigen |first1 = M| last2 = Schuster |first2 =P | title = The hypercycle: a principle of natural self-organization. B: the abstract hypercycle| journal= Naturwissenschaften|volume = 65|issue = 1 |pages = 7–41}}</ref><ref>{{cite journal | doi= 10.1007/bf00420631|last1 = Eigen |first1 = M| last2 = Schuster |first2 =P | title = The hypercycle: a principle of natural self-organization. C: the realistic hypercycle| journal= Naturwissenschaften|volume = 65|issue = 7 |pages = 41–369}}</ref> (एम, आर) सिस्टम [9] सम्मिलित हैं।<ref>{{cite journal | doi= 10.1007/BF02477890 |last1 = Rosen | first1 = R.|  date = 1958 |journal = Bull. Math. Biophys.| volume = 20|issue= 4|pages = 317–341|title = The representation of biological systems from the standpoint of the theory of categories}}</ref><ref>{{cite book| last1 = Rosen | first1 = R.|  date = 1991| title = Life Itself: a comprehensive inquiry into the nature, origin, and fabrication of life| publisher = Columbia University Press| place=  New York}}</ref> [[रॉबर्ट रोसेन (सैद्धांतिक जीवविज्ञानी)]] और ऑटोपोइज़िस (या आत्म-निर्माण) <ref>{{cite book| last1 = Schrödinger| first1 = Erwin|title = What is Life? |publisher = Cambridge University Press|date = 1944}}</ref> [[हम्बर्टो मटुराना]] और [[फ़्रांसिस्को वेरेला]] का। इन सभी (स्व-उत्प्रेरक समूहों सहित) को उनकी मूल प्रेरणा इरविन श्रोडिंगर की पुस्तक व्हाट्स इज़ लाइफ में मिली?<ref>{{cite book| last1=Maturana |first1 = H. R.|last2 =Varela|first2 = F. |title = Autopoiesis and cognition: the realisation of the living|date=1980|publisher= D. Reidel Publishing Company| place = Dordrecht}}</ref> लेकिन पहली बार में उनमें एक-दूसरे के साथ बहुत कम समानता दिखाई देती है, मुख्यतः क्योंकि लेखकों ने एक-दूसरे के साथ संवाद नहीं किया, और किसी ने भी नहीं उनमें से किसी ने अपने प्रमुख प्रकाशनों में किसी अन्य सिद्धांत का कोई संदर्भ दिया। बहरहाल, पहली नज़र में जितनी समानताएँ स्पष्ट हो सकती हैं, उससे कहीं अधिक समानताएँ हैं, उदाहरण के लिए गंती और रोसेन के बीच।[13] हाल तक <ref>{{cite journal | doi= 10.1016/j.jtbi.2011.06.033 |title= From ''L’Homme Machine'' to metabolic closure: steps towards understanding life|last1 = Letelier|first1 = J C|last2=Cárdenas |first2 =M L|last3=Cornish-Bowden|first3 =A |journal=J. Theor. Biol. | date = 2011 | volume= 286|issue= 1 | pages= 100–113}}</ref><ref>{{cite journal | doi= 10.1016/j.biosystems.2014.03.002| title=जैविक विकास में समय का पुनर्मूल्यांकन और पैटर्न का निर्माण| journal =BioSystems|volume=123 |pages= 19–26|date= 2014|last=Igamberdiev|first=A.U.}}</ref><ref>{{cite journal | doi= 10.1016/j.biosystems.2019.104063
<ref>{{cite journal | doi= 10.1007/bf00420631|last1 = Eigen |first1 = M| last2 = Schuster |first2 =P | title = The hypercycle: a principle of natural self-organization. C: the realistic hypercycle| journal= Naturwissenschaften|volume = 65|issue = 7 |pages = 41–369}}</ref> रॉबर्ट रोसेन (सैद्धांतिक जीवविज्ञानी)#जटिलता और जटिल वैज्ञानिक मॉडल: (एम,आर) सिस्टम | (एम,आर) सिस्टम<ref>{{cite journal | doi= 10.1007/BF02477890 |last1 = Rosen | first1 = R.|  date = 1958 |journal = Bull. Math. Biophys.| volume = 20|issue= 4|pages = 317–341|title = The representation of biological systems from the standpoint of the theory of categories}}</ref><ref>{{cite book| last1 = Rosen | first1 = R.|  date = 1991| title = Life Itself: a comprehensive inquiry into the nature, origin, and fabrication of life| publisher = Columbia University Press| place=  New York}}</ref> [[रॉबर्ट रोसेन (सैद्धांतिक जीवविज्ञानी)]], और [[स्वभाग्यनिर्णय]] (या आत्म-निर्माण) की<ref>{{cite book| last1=Maturana |first1 = H. R.|last2 =Varela|first2 = F. |title = Autopoiesis and cognition: the realisation of the living|date=1980|publisher= D. Reidel Publishing Company| place = Dordrecht}}</ref> [[हम्बर्टो मटुराना]] और [[फ़्रांसिस्को वेरेला]] की। इन सभी (ऑटोकैटलिटिक सेटों सहित) को उनकी मूल प्रेरणा इरविन श्रोडिंगर की पुस्तक व्हाट्स इज़ लाइफ में मिली?<ref>{{cite book| last1 = Schrödinger| first1 = Erwin|title = What is Life? |publisher = Cambridge University Press|date = 1944}}</ref> लेकिन पहली नज़र में ऐसा प्रतीत होता है कि उनमें एक-दूसरे के साथ बहुत कम समानता है, इसका मुख्य कारण यह है कि लेखकों ने एक-दूसरे के साथ संवाद नहीं किया, और उनमें से किसी ने भी अपने प्रमुख प्रकाशनों में किसी भी अन्य सिद्धांत का कोई संदर्भ नहीं दिया। फिर भी, पहली नजर में जितनी समानताएँ स्पष्ट हो सकती हैं, उससे कहीं अधिक समानताएँ हैं, उदाहरण के लिए गंती और रोसेन के बीच।<ref>{{cite journal | doi= 10.1016/j.jtbi.2015.05.015|title = Tibor Gánti and Robert Rosen: contrasting approaches to the same problem|last1 =Cornish-Bowden | first1 =A.|journal= J. Theor. Biol. |volume = 381|pages = 6–10|date=2015}}</ref> हाल ही तक<ref>{{cite journal | doi= 10.1016/j.jtbi.2011.06.033 |title= From ''L’Homme Machine'' to metabolic closure: steps towards understanding life|last1 = Letelier|first1 = J C|last2=Cárdenas |first2 =M L|last3=Cornish-Bowden|first3 =A |journal=J. Theor. Biol. | date = 2011 | volume= 286|issue= 1 | pages= 100–113}}</ref><ref>{{cite journal | doi= 10.1016/j.biosystems.2014.03.002| title=जैविक विकास में समय का पुनर्मूल्यांकन और पैटर्न का निर्माण| journal =BioSystems|volume=123 |pages= 19–26|date= 2014|last=Igamberdiev|first=A.U.}}</ref><ref>{{cite journal | doi= 10.1016/j.biosystems.2019.104063
|last2=Cárdenas |first2 =M L|last1=Cornish-Bowden|first1 =A|title =Contrasting theories of life: historical context, current theories. In search of an ideal theory|journal=BioSystems|volume =188|pages=104063|date=2020}}</ref> विभिन्न सिद्धांतों की तुलना करने और उन पर एक साथ चर्चा करने का लगभग कोई प्रयास नहीं हुआ है।<ref>{{cite journal | doi= 10.1016/j.jtbi.2015.05.015|title = Tibor Gánti and Robert Rosen: contrasting approaches to the same problem|last1 =Cornish-Bowden | first1 =A.|journal= J. Theor. Biol. |volume = 381|pages = 6–10|date=2015}}</ref>
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==अंतिम सार्वभौमिक सामान्य पूर्वज (LUCA)==
==अंतिम सार्वभौमिक सामान्य पूर्वज (LUCA)==


कुछ लेखक जीवन की उत्पत्ति के मॉडल की तुलना सभी मौजूदा जीवन के अंतिम सार्वभौमिक सामान्य पूर्वज LUCA से करते हैं।<ref>{{cite journal | pmid=34575021 | doi= 10.3390/life11090872 |pmc=8467930 | title = The Way forward for the Origin of Life: Prions and Prion-Like Molecules First Hypothesis| last1 =Jheeta | first1 =S.| last2 = Chatzitheodoridis| first2 =E. | last3 = Devine| first3 =Kevin| last4 = Block| first4 = J.|journal = Life |date =2021| volume = 11|issue = 9 |pages = 872
कुछ लेखक जीवन की उत्पत्ति के मॉडल की तुलना सभी मौजूदा जीवन के अंतिम सार्वभौमिक सामान्य पूर्वज, LUCA से करते हैं।<ref>{{cite journal | pmid=34575021 | doi= 10.3390/life11090872 |pmc=8467930 | title = The Way forward for the Origin of Life: Prions and Prion-Like Molecules First Hypothesis| last1 =Jheeta | first1 =S.| last2 = Chatzitheodoridis| first2 =E. | last3 = Devine| first3 =Kevin| last4 = Block| first4 = J.|journal = Life |date =2021| volume = 11|issue = 9 |pages = 872
}}</ref> यह पहचानने में विफलता के परिणामस्वरूप हुई एक गंभीर त्रुटि है कि एल ''अंतिम'' सामान्य पूर्वज को संदर्भित करता है, न कि ''पहले'' पूर्वज को, जो कि बहुत पुराना है: एलयूसीए की उपस्थिति से पहले बड़ी मात्रा में विकास हुआ था।<ref>{{cite journal | doi= 10.1016/j.jtbi.2017.05.023 | title = लुका से पहले का जीवन|last2=Cárdenas |first2 =M L|last1=Cornish-Bowden|first1 =A| journal = J. Theor. Biol. | volume = 434 | pages=68–74}}</ref>
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गिल और फोर्टेरे ने आवश्यक बात इस प्रकार व्यक्त की:<ref>{{cite journal | doi= 10.1017/S1473550415000282 |title = Origin of life: LUCA and extracellular membrane vesicles (EMVs)|journal= Int. J. Astrobiol.|last1 = Gill| first1 =S. |last2 = Forterre| first2 =P. |volume =15|
गिल और फोर्टेरे ने आवश्यक बात इस प्रकार व्यक्त की:<ref>{{cite journal | doi= 10.1017/S1473550415000282 |title = Origin of life: LUCA and extracellular membrane vesicles (EMVs)|journal= Int. J. Astrobiol.|last1 = Gill| first1 =S. |last2 = Forterre| first2 =P. |volume =15|
issue= 1 |pages=7-15| date = 2016}}</ref>
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<ब्लॉककोट> LUCA को पहली कोशिका के साथ भ्रमित नहीं किया जाना चाहिए, बल्कि यह विकास की लंबी अवधि का उत्पाद था। अंतिम होने का मतलब है कि LUCA पुराने पूर्वजों के एक लंबे उत्तराधिकार से पहले था। </ब्लॉककोट>
 
LUCA को पहली कोशिका के साथ भ्रमित नहीं किया जाना चाहिए, बल्कि यह विकास की लंबी अवधि का उत्पाद था। "अंतिम" होने का अर्थ है कि LUCA से पहले पुराने "पूर्वजों" का एक लंबा उत्तराधिकार था।


==संदर्भ==
==संदर्भ==

Revision as of 08:34, 26 July 2023

स्व-उत्प्रेरक समूह संस्थाओं का एक संग्रह है, जिनमें से प्रत्येक को समूह के भीतर अन्य संस्थाओं द्वारा उत्प्रेरक रूप से बनाया जा सकता है, जैसे कि समग्र रूप से, समूह अपने स्वयं के उत्पादन को उत्प्रेरित करने में सक्षम है। इस प्रकार समग्र रूप से समूह को कटैलिसीस कहा जाता है। स्व-उत्प्रेरक समूह मूल रूप से और सबसे ठोस रूप से आणविक इकाई के संदर्भ में परिभाषित किए गए थे, लेकिन हाल ही में इन्हें समाजशास्त्र, पारिस्थितिकी और अर्थशास्त्र में प्रणालियों के अध्ययन के लिए रूपक रूप से विस्तारित किया गया है।

स्व-उत्प्रेरक समूहों में भी खुद को दोहराने की क्षमता होती है यदि वे दो भौतिक रूप से अलग स्थानों में विभाजित हो जाते हैं। कंप्यूटर मॉडल बताते हैं कि विभाजित स्व-उत्प्रेरक समूह, सेलुलर माइटोसिस की तरह, प्रत्येक आधे में मूल समूह की सभी प्रतिक्रियाओं को पुन: उत्पन्न करेगा। वास्तव में, रासायनिक प्रतिक्रिया के सिद्धांतों का उपयोग करके, एक छोटा चयापचय बहुत कम उच्च स्तरीय संगठन के साथ खुद को दोहरा सकता है। यही कारण है कि रासायनिक प्रतिक्रिया जटिल विकास के लिए मूलभूत तंत्र के रूप में एक दावेदार है।

वॉटसन और फ्रांसिस क्रिक से पहले, जीवविज्ञानियों ने सिद्धांत रूप में चयापचय के कार्य करने के तरीके को स्व-उत्प्रेरक समूह माना था, यानी एक प्रोटीन दूसरे प्रोटीन को संश्लेषित करने में मदद करता है और इसी तरह। डबल हेलिक्स की खोज के बाद, आणविक जीव विज्ञान की केंद्रीय हठधर्मिता तैयार की गई, जो यह है कि डीएनए को आरएनए में स्थानांतरित किया जाता है जो प्रोटीन में अनुवादित होता है। डीएनए और आरएनए की आणविक संरचना, साथ ही उनके प्रजनन को बनाए रखने वाला चयापचय, इतना जटिल माना जाता है कि रसायन विज्ञान के सूप से एक चरण में अनायास उत्पन्न हो सकता है।

जीवन की उत्पत्ति के कई मॉडल इस धारणा पर आधारित हैं कि जीवन एक प्रारंभिक आणविक स्व-उत्प्रेरक समूह के विकास के माध्यम से उत्पन्न हुआ होगा जो समय के साथ विकसित हुआ। इनमें से अधिकांश मॉडल जो जटिल प्रणालियों के अध्ययन से उभरे हैं, यह भविष्यवाणी करते हैं कि जीवन किसी विशेष गुण (जैसे स्व-प्रतिकृति आरएनए) वाले अणु से नहीं बल्कि एक स्व-उत्प्रेरक समूह से उत्पन्न हुआ है। पहला अनुभवजन्य समर्थन लिंकन और जॉयस से आया, जिन्होंने स्व-उत्प्रेरक समूह प्राप्त किए जिसमें "दो [आरएनए] एंजाइम कुल चार घटक सब्सट्रेट्स से एक दूसरे के संश्लेषण को उत्प्रेरित करते हैं।"[1] इसके अलावा, एक विकासवादी प्रक्रिया जो इनकी आबादी के साथ शुरू हुई स्व-प्रतिकृतियों से आनुवंशिक पुनर्संयोजन प्रतिकृतियों के वर्चस्व वाली जनसंख्या प्राप्त हुई।

आधुनिक जीवन में एक स्व-उत्प्रेरक समूह के लक्षण हैं, क्योंकि कोई भी विशेष अणु या अणुओं का कोई भी वर्ग खुद को दोहराने में सक्षम नहीं है। स्टुअर्ट कॉफ़मैन समूह पर आधारित कई मॉडल हैं, जिनमें स्टुअर्ट कॉफ़मैन और अन्य सम्मिलित हैं।[2]

औपचारिक परिभाषा

परिभाषा

अणुओं के एक समूह M को देखते हुए, रासायनिक प्रतिक्रियाओं को मोटे तौर पर एम से उपसमूह के जोड़े r = (A, B) के रूप में परिभाषित किया जा सकता है: [3] 

a1 + a2 + ... + ak → b1 + b2 + ... + bk

माना R स्वीकार्य प्रतिक्रियाओं का समूह है। एक जोड़ी (M, R) एक प्रतिक्रिया प्रणाली (RS) है।

मान लीजिए C अणु-प्रतिक्रिया युग्मों का समूह है जो निर्दिष्ट करता है कि कौन से अणु कौन सी प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित कर सकते हैं: 

 C = {(m, r) | m ∈ M, r ∈ R}

मान लीजिए F ⊆ M भोजन का एक समूह है (पर्यावरण से स्वतंत्र रूप से उपलब्ध अणुओं की छोटी संख्या) और R' ⊆ R प्रतिक्रियाओं का कुछ उपसमूह है। हम प्रतिक्रियाओं के इस उपसमूह के सापेक्ष भोजन समूह के बंद होने को परिभाषित करते हैं, ClR'(F) णुओं के समूह के रूप में जिसमें भोजन समूह और सभी अणु सम्मिलित होते हैं जिन्हें भोजन समूह से शुरू किया जा सकता है और प्रतिक्रियाओं के इस उपसमूह से केवल प्रतिक्रियाओं का उपयोग किया जा सकता है। औपचारिक रूप से ClR'(F) का एक न्यूनतम उपसमूह जैसे कि F ⊆ ClR'(F) और प्रत्येक प्रतिक्रिया r'(A, B) ⊆ R' है: 

 A ⊆ ClR'(F) ⇒ B ⊆ ClR'(F)

एक प्रतिक्रिया प्रणाली (ClR'(F), R') स्वतः उत्प्रेरक है यदि और केवल यदि प्रत्येक प्रतिक्रिया r'(A, B) ⊆ R' के लिए:

  1. एक अणु c ⊆ClR'(F) इस प्रकार मौजूद है कि (c, r') ⊆ C,
  2. A ⊆ ClR'(F).

उदाहरण

मान लीजिए M = {a, b, c, d, f, g} और F = {a, b}। माना कि समूह R में निम्नलिखित प्रतिक्रियाएँ हैं: 

a + b  → c + d, catalyzed by g
 a + f  → c + b, catalyzed by d
 c + b  → g + a, catalyzed by d or f

F = {a, b} से हम {c, d} उत्पन्न कर सकते हैं और फिर {c, b} से हम {g, a} उत्पन्न कर सकते हैं, इसलिए समापन इसके बराबर है: 

 ClR'(F) = {a, b, c, d, g}

परिभाषा के अनुसार अधिकतम स्व-उत्प्रेरक उपसमूह R' में दो प्रतिक्रियाएँ सम्मिलित होंगी: 

a + b  → c + d, catalyzed by g 
c + b  → g + a, catalyzed by d

(ए + एफ) के लिए प्रतिक्रिया आर' से संबंधित नहीं है क्योंकि एफ क्लोजर से संबंधित नहीं है। इसी प्रकार स्व-उत्प्रेरक समूह में (सी + बी) के लिए प्रतिक्रिया केवल डी द्वारा उत्प्रेरित की जा सकती है, एफ द्वारा नहीं।

संभावना है कि एक यादृच्छिक समूह स्वत: उत्प्रेरक है

उपरोक्त मॉडल के अध्ययन से पता चलता है कि यादृच्छिक आरएस कुछ मान्यताओं के तहत उच्च संभावना के साथ स्व-उत्प्रेरक हो सकता है। यह इस तथ्य से आता है कि अणुओं की बढ़ती संख्या के साथ, यदि अणु जटिलता में बढ़ते हैं, तो संभावित प्रतिक्रियाओं और उत्प्रेरकों की संख्या और भी बड़ी हो जाती है, जिससे आरएस के एक हिस्से को स्व-समर्थित बनाने के लिए स्टोकेस्टिक रूप से पर्याप्त प्रतिक्रियाएं और उत्प्रेरक उत्पन्न होते हैं।[4] एक स्व-उत्प्रेरक समूह उसी कारण से अणुओं की बढ़ती संख्या के साथ बहुत तेजी से फैलता है। ये सैद्धांतिक परिणाम जीवन की प्रारंभिक उत्पत्ति की वैज्ञानिक व्याख्या के लिए स्व-उत्प्रेरक समूह को आकर्षक बनाते हैं।

औपचारिक सीमाएँ

औपचारिक रूप से, अणुओं को असंरचित संस्थाओं के अलावा कुछ भी मानना ​​मुश्किल है, क्योंकि संभावित प्रतिक्रियाओं (और अणुओं) का समूह अनंत हो जाएगा। इसलिए, डीएनए, आरएनए या प्रोटीन को मॉडल करने के लिए आवश्यक मनमाने ढंग से लंबे पॉलीमर की व्युत्पत्ति अभी तक संभव नहीं है। आरएनए वर्ल्ड के अध्ययन भी इसी समस्या से ग्रस्त हैं।

भाषाई पहलू

उपरोक्त परिभाषा के विपरीत, जो कृत्रिम रसायन विज्ञान के क्षेत्र पर लागू होती है, स्व-उत्प्रेरक समूह की कोई सर्वसम्मत धारणा आज मौजूद नहीं है।

जबकि ऊपर, उत्प्रेरक की धारणा गौण है, जहां तक ​​कि संपूर्ण समूह को ही अपने उत्पादन को उत्प्रेरित करना होता है, यह अन्य परिभाषाओं में प्राथमिक है, जो "स्व-उत्प्रेरक समूह" शब्द को एक अलग जोर देता है। वहां, प्रत्येक प्रतिक्रिया (या कार्य, परिवर्तन) की मध्यस्थता एक उत्प्रेरक द्वारा की जानी होती है। परिणामस्वरूप, अपनी संबंधित प्रतिक्रिया की मध्यस्थता करते समय, प्रत्येक उत्प्रेरक अपनी प्रतिक्रिया को भी दर्शाता है, जिसके परिणामस्वरूप एक स्व-निरूपण प्रणाली बनती है, जो दो कारणों से दिलचस्प है। सबसे पहले, वास्तविक चयापचय इस तरीके से संरचित होता है। दूसरा, स्व-निरूपण प्रणालियों को स्व-वर्णन प्रणालियों की दिशा में एक मध्यवर्ती कदम माना जा सकता है।

संरचनात्मक और प्राकृतिक ऐतिहासिक दृष्टिकोण दोनों से, कोई एसीएस को औपचारिक परिभाषा में अधिक मूल अवधारणा के रूप में पहचान सकता है, जबकि दूसरे में, सिस्टम का प्रतिबिंब पहले से ही एक स्पष्ट प्रस्तुति में लाया जाता है, क्योंकि उत्प्रेरक उनके द्वारा प्रेरित प्रतिक्रिया का प्रतिनिधित्व करते हैं। एसीएस साहित्य में, दोनों अवधारणाएं मौजूद हैं, लेकिन अलग-अलग जोर दिया गया है।

दूसरी ओर से वर्गीकरण को पूरा करने के लिए, सामान्यीकृत स्व-पुनरुत्पादन प्रणालियाँ स्व-संकेत से आगे बढ़ती हैं। वहां, कोई असंरचित संस्थाएं अब परिवर्तन नहीं करतीं, बल्कि संरचित, वर्णित इकाइयां करती हैं। औपचारिक रूप से, एक सामान्यीकृत स्व-पुनरुत्पादन प्रणाली में दो फ़ंक्शन, यू और सी सम्मिलित होते हैं, साथ में उनके विवरण Desc(u) और Desc(c) निम्नलिखित परिभाषा के साथ होते हैं: 

u : Desc(X) -> X
c : Desc(X) -> Desc(X)

जहां फ़ंक्शन 'यू' "यूनिवर्सल" कंस्ट्रक्टर है, जो उचित विवरण से अपने डोमेन में सब कुछ बनाता है, जबकि 'सी' किसी भी विवरण के लिए एक कॉपी फ़ंक्शन है। व्यावहारिक रूप से, 'यू' और 'सी' कई उप-कार्यों या उत्प्रेरकों में विभाजित हो सकते हैं।

ध्यान दें कि (तुच्छ) कॉपी फ़ंक्शन 'सी' आवश्यक है क्योंकि यद्यपि सार्वभौमिक कंस्ट्रक्टर 'यू' किसी भी विवरण का निर्माण करने में सक्षम होगा, साथ ही, वह विवरण जिस पर आधारित होगा, उसमें होगा आम तौर पर परिणाम से अधिक लंबा होता है, जिससे पूर्ण स्व-प्रतिकृति असंभव हो जाती है।

इस अंतिम अवधारणा को स्व-पुनरुत्पादन ऑटोमेटा पर जॉन वॉन न्यूमैन के काम के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है, जहां वह हस्तक्षेप से बचने के लिए किसी भी गैर-तुच्छ (सामान्यीकृत) स्व-पुनरुत्पादन प्रणाली के लिए आवश्यक आत्म विवरण रखता है। वॉन न्यूमैन ने मॉडल रसायन विज्ञान के लिए भी ऐसी प्रणाली डिजाइन करने की योजना बनाई।

गैर-स्वायत्त स्व-उत्प्रेरक समूह

स्व-उत्प्रेरक समूह पर लगभग सभी लेख इस बात को खुला छोड़ देते हैं कि समूह को स्वायत्त माना जाए या नहीं। अक्सर, समूह की स्वायत्तता चुपचाप मान ली जाती है।

संभवतः, उपरोक्त संदर्भ में स्वायत्त आत्म प्रतिकृति और जीवन की प्रारंभिक उत्पत्ति पर ज़ोर दिया गया है। लेकिन स्व-उत्प्रेरक समूह की अवधारणा वास्तव में अधिक सामान्य है और विभिन्न तकनीकी क्षेत्रों में व्यावहारिक उपयोग में है, जैसे जहां आत्मनिर्भर उपकरण श्रृंखलाओं को संभाला जाता है। स्पष्ट रूप से, ऐसे समूह स्वायत्त नहीं हैं और मानव एजेंसी की वस्तु हैं।

गैर-स्वायत्त स्व-उत्प्रेरक समूहों के व्यावहारिक महत्व के उदाहरण पाए जा सकते हैं। कंपाइलर निर्माण के क्षेत्र में और ऑपरेटिंग सिस्टम में, जहां संबंधित निर्माणों की स्व-संदर्भित प्रकृति को अक्सर बूटस्ट्रैपिंग के रूप में स्पष्ट रूप से चर्चा की जाती है।

जीवन के अन्य सिद्धांतों से तुलना

स्व-उत्प्रेरक समूह जीवन के कई मौजूदा सिद्धांतों में से एक है, जिसमें टिबोर गैंटी का केमोटन, मैनफ्रेड ओन और पीटर शूस्टर का हाइपरसाइकिल (रसायन विज्ञान),[5][6][7] (एम, आर) सिस्टम [9] सम्मिलित हैं।[8][9] रॉबर्ट रोसेन (सैद्धांतिक जीवविज्ञानी) और ऑटोपोइज़िस (या आत्म-निर्माण) [10] हम्बर्टो मटुराना और फ़्रांसिस्को वेरेला का। इन सभी (स्व-उत्प्रेरक समूहों सहित) को उनकी मूल प्रेरणा इरविन श्रोडिंगर की पुस्तक व्हाट्स इज़ लाइफ में मिली?[11] लेकिन पहली बार में उनमें एक-दूसरे के साथ बहुत कम समानता दिखाई देती है, मुख्यतः क्योंकि लेखकों ने एक-दूसरे के साथ संवाद नहीं किया, और किसी ने भी नहीं उनमें से किसी ने अपने प्रमुख प्रकाशनों में किसी अन्य सिद्धांत का कोई संदर्भ दिया। बहरहाल, पहली नज़र में जितनी समानताएँ स्पष्ट हो सकती हैं, उससे कहीं अधिक समानताएँ हैं, उदाहरण के लिए गंती और रोसेन के बीच।[13] हाल तक [12][13][14] विभिन्न सिद्धांतों की तुलना करने और उन पर एक साथ चर्चा करने का लगभग कोई प्रयास नहीं हुआ है।[15]

अंतिम सार्वभौमिक सामान्य पूर्वज (LUCA)

कुछ लेखक जीवन की उत्पत्ति के मॉडल की तुलना सभी मौजूदा जीवन के अंतिम सार्वभौमिक सामान्य पूर्वज, LUCA से करते हैं।[16] यह पहचानने में विफलता के कारण हुई एक गंभीर त्रुटि है कि एल अंतिम सामान्य पूर्वज को संदर्भित करता है, न कि पहले पूर्वज को, जो कि बहुत पुराना है: एलयूसीए की उपस्थिति से पहले बड़ी मात्रा में विकास हुआ था।[17]

गिल और फोर्टेरे ने आवश्यक बात इस प्रकार व्यक्त की:[18]

LUCA को पहली कोशिका के साथ भ्रमित नहीं किया जाना चाहिए, बल्कि यह विकास की लंबी अवधि का उत्पाद था। "अंतिम" होने का अर्थ है कि LUCA से पहले पुराने "पूर्वजों" का एक लंबा उत्तराधिकार था।

संदर्भ

  1. ↑ Lincoln TA, Joyce GF (February 2009). "आरएनए एंजाइम की स्व-निरंतर प्रतिकृति". Science. 323 (5918): 1229–32. Bibcode:2009Sci...323.1229L. doi:10.1126/science.1167856. PMC 2652413. PMID 19131595.
  2. ↑ Kauffman, Stuart A. (2008) Reinventing the Sacred: A New View of Science, Reason, and Religion. [Basic Books], ISBN 0-465-00300-1, chapter 5, especially pp. 59–71
  3. ↑ Hordijk W (2013). "Autocatalytic Sets: From the Origin of Life to the Economy". BioScience. 63 (11): 877–881. doi:10.1525/bio.2013.63.11.6.
  4. ↑ Mossel E, Steel M. (2005). "यादृच्छिक जैव रासायनिक नेटवर्क और आत्मनिर्भर ऑटोकैटलिसिस की संभावना". Journal of Theoretical Biology. 233 (3): 327–336. Bibcode:2005JThBi.233..327M. CiteSeerX 10.1.1.133.9352. doi:10.1016/j.jtbi.2004.10.011. PMID 15652142.
  5. ↑ Eigen, M; Schuster, P. "The hypercycle: a principle of natural self-organization. A: emergence of the hypercycle". Naturwissenschaften. 64 (11): 541–565. doi:10.11007/bf00450633.
  6. ↑ Eigen, M; Schuster, P. "The hypercycle: a principle of natural self-organization. B: the abstract hypercycle". Naturwissenschaften. 65 (1): 7–41. doi:10.1007/bf00420631.
  7. ↑ Eigen, M; Schuster, P. "The hypercycle: a principle of natural self-organization. C: the realistic hypercycle". Naturwissenschaften. 65 (7): 41–369. doi:10.1007/bf00420631.
  8. ↑ Rosen, R. (1958). "The representation of biological systems from the standpoint of the theory of categories". Bull. Math. Biophys. 20 (4): 317–341. doi:10.1007/BF02477890.
  9. ↑ Rosen, R. (1991). Life Itself: a comprehensive inquiry into the nature, origin, and fabrication of life. New York: Columbia University Press.
  10. ↑ Schrödinger, Erwin (1944). What is Life?. Cambridge University Press.
  11. ↑ Maturana, H. R.; Varela, F. (1980). Autopoiesis and cognition: the realisation of the living. Dordrecht: D. Reidel Publishing Company.
  12. ↑ Letelier, J C; Cárdenas, M L; Cornish-Bowden, A (2011). "From L'Homme Machine to metabolic closure: steps towards understanding life". J. Theor. Biol. 286 (1): 100–113. doi:10.1016/j.jtbi.2011.06.033.
  13. ↑ Igamberdiev, A.U. (2014). "जैविक विकास में समय का पुनर्मूल्यांकन और पैटर्न का निर्माण". BioSystems. 123: 19–26. doi:10.1016/j.biosystems.2014.03.002.
  14. ↑ Cornish-Bowden, A; Cárdenas, M L (2020). "Contrasting theories of life: historical context, current theories. In search of an ideal theory". BioSystems. 188: 104063. doi:10.1016/j.biosystems.2019.104063.
  15. ↑ Cornish-Bowden, A. (2015). "Tibor Gánti and Robert Rosen: contrasting approaches to the same problem". J. Theor. Biol. 381: 6–10. doi:10.1016/j.jtbi.2015.05.015.
  16. ↑ Jheeta, S.; Chatzitheodoridis, E.; Devine, Kevin; Block, J. (2021). "The Way forward for the Origin of Life: Prions and Prion-Like Molecules First Hypothesis". Life. 11 (9): 872. doi:10.3390/life11090872. PMC 8467930. PMID 34575021.
  17. ↑ Cornish-Bowden, A; Cárdenas, M L. "लुका से पहले का जीवन". J. Theor. Biol. 434: 68–74. doi:10.1016/j.jtbi.2017.05.023.
  18. ↑ Gill, S.; Forterre, P. (2016). "Origin of life: LUCA and extracellular membrane vesicles (EMVs)". Int. J. Astrobiol. 15 (1): 7–15. doi:10.1017/S1473550415000282.
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