이 논문은 열역학적 비평형 분자 주형 네트워크의 정보 전파 특성을 분석한다. 이러한 네트워크는 RNA와 단백질 분자의 개체수를 유지하는 생물학적 핵심 모듈이다.
저자들은 임의의 촉매 반응 네트워크에서 단일 생성물의 우세 정도와 생성물 앙상블의 엔트로피가 경로의 최대 및 최소 자유에너지 차이 ΔG에 의해 제한된다는 것을 보여준다. 이러한 단순한 제한은 가능한 생성물 수 M이 작을수록 더 엄격하다.
그러나 놀랍게도 ΔG가 생성물 분포에 전달되는 정보를 제한하더라도, 이 제한을 포화시키는 시스템은 준평형 방식으로 작동하며, 이 비평형 분포를 유지하기 위한 최소 엔트로피 생성은 없다. 또한 M이 클 경우, ΔG/ln M이 작더라도 생성물 중 극히 일부만이 압도적으로 우세할 수 있다.
이러한 결과는 주형에 의해 전달되는 정보와 관련된 열역학적 비용에 대한 기존 가설과 일치하는 것으로 보인다. 그러나 이 단순한 관점은 불완전하다. 제한이 준평형 시스템에 의해 포화되므로, 이러한 정상 상태에서 생성물 분자 당 최소 엔트로피 생성은 없다. 또한 M이 매우 클 경우, ΔG/ln M < kBT에서도 단일 생성물을 완벽하게 유지할 수 있다.
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by Benjamin Qur... lúc arxiv.org 04-04-2024
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