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Condiciones de estabilidad y el fracaso de la función conjunta
HYC-1979 Lesson 5: Selection, Species, Will
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En una cadena catalítica abierta bajo organización constante, un estado estacionario positivo estable no es evidencia de autoorganización cooperativa. La estabilidad de un estado estacionario se rige por dos condiciones: una condición de constantes de velocidad y una condición de concentración total.

Condiciones de estabilidad

  • Condición de constantes de velocidad: La constante de velocidad del primer miembro debe dominar todas las constantes posteriores: ≫ kⱼ para todo .
  • Condición de concentración total: La concentración total debe superar el umbral ⱼ₌2ⁿ (ⱼ)/kⱼ. Por debajo de este umbral, las concentraciones posteriores requeridas se vuelven no positivas, por lo que no existe ningún estado estacionario positivo en el símplex de concentración.

Una dominancia más fuerte del primer miembro (mayores ⱼ ratios) eleva la concentración total requerida c0.

Ejemplo

Para una cadena de dos miembros, las condiciones se reducen a y . Si y , entonces . Con , el estado estacionario da y . Por debajo de , no existe ningún estado estacionario positivo.

Por qué la estabilidad no implica integración

Cuando se satisfacen ambas condiciones, el sistema puede asentarse en un estado estacionario estable. Sin embargo, este estado sigue siendo una cadena abierta dominada por el primer miembro. La cadena abierta carece de retroalimentación cíclica: las especies posteriores no regresan para influir en el primer miembro. En consecuencia, las perturbaciones no involucran a toda la cadena como una unidad funcional conjunta. Por lo tanto, la cadena no puede estabilizar una función conjunta; la estabilidad del estado estacionario no equivale a la integración en un colectivo hipercíclico.

En este marco, ventaja selectiva para una molécula corresponde a una constante de velocidad mayor. Una molécula con una k más alta supera a las demás, pero esta ventaja competitiva no produce una función conjunta: simplemente desplaza el estado estacionario hacia la dominancia de esa molécula.

Diagrama del umbral de estabilidad Cadena de dos miembros: c0,min = (k1 − k2) / k2 = k1 / k2 − 1 Dos condiciones de estabilidad k1 ≫ kj y c0 > Σj=2n (k1 − kj) / kj 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 c0,min k1 / k2 Posible estado estacionario positivo estable c0 > c0,min Ningún estado estacionario positivo las concentraciones requeridas se vuelven no positivas c0,min = k1/k2 − 1 Por encima de la línea Posible estado estacionario positivo estable posible: c0 > c0,min Por debajo de la línea Ningún estado estacionario positivo: las concentraciones posteriores requeridas se vuelven no positivas. Estabilidad ≠ integración La cadena abierta no tiene retroalimentación cíclica, por lo que las perturbaciones nunca involucran a toda la cadena como una unidad funcional conjunta. Ejemplo: k1/k2 = 100 → c0,min = 99; con c0 = 100 > 99, existe un estado estacionario positivo estable. La estabilidad del estado estacionario no es integración: sin retroalimentación cíclica la cadena no puede estabilizar una función conjunta.