गार्ड मॉडल

विकासवादी जीव विज्ञान में, GARD (ग्रेडेड ऑटोकैटलिसिस रेप्लीकेशन डोमेन) मॉडल होमोस्टैटिक-ग्रोथ और कंपोजिशन-असेंबली के विखंडन के लिए एक सामान्य काइनेटिक मॉडल है, जिसमें लिपिड के लिए विशिष्ट अनुप्रयोग है। जीवोत्पत्ति के संदर्भ में, एबियोजेनेसिस#उपयुक्त पुटिकाओं का निर्माण|लिपिड-वर्ल्ड लिपिड जैसे सरल अणुओं की असेंबली का सुझाव देता है, सूचनाओं को संग्रहीत और प्रसारित कर सकता है, इस प्रकार विकास से गुजरना पड़ता है।

जीवन की उत्पत्ति में भूमिका निभाने के लिए इन 'रचनात्मक सभाओं' का सुझाव दिया गया है। विचार यह है कि सूचनाओं को पीढ़ी दर पीढ़ी हस्तांतरित किया जा रहा है, यह संरचनागत जानकारी है - एक विधानसभा के भीतर विभिन्न प्रकार और अणुओं की मात्रा। यह आरएनए या डीएनए में एन्कोडेड जानकारी से अलग है, जो कि ऐसे अणु में आधारों का विशिष्ट अनुक्रम है। इस प्रकार, मॉडल को आरएनए विश्व परिकल्पना के विकल्प या पूर्वज के रूप में देखा जाता है।

मॉडल
एक असेंबली का रचना वेक्टर इस प्रकार लिखा जाता है: $$v=n_1\cdots n_{N_G}$$. कहाँ $$ n_1\cdots n_{N_G} $$ असेंबली के भीतर लिपिड टाइप I की आणविक गणना है, और एनजी कितने अलग-अलग लिपिड प्रकार मौजूद हैं (प्रदर्शनों की सूची आकार)।

अणु प्रकार i की गिनती में परिवर्तन द्वारा वर्णित है:


 * $$ \frac{dn_i}{dt} = (k_f \rho_i N-k_b n_i) \left(1+\sum_{j=1}^{N_G}\beta_{ij} \frac{n_j}{N}\right) $$

$$k_f$$ और $$k_b$$ बेसल फॉरवर्ड (जॉइनिंग) और बैकवर्ड (छोड़ने) दर स्थिरांक हैं, βij एक गैर-नकारात्मक दर वृद्धि है जो पर्यावरण से प्रकार i पर असेंबली के भीतर अणु प्रकार j द्वारा लगाई गई है, और ρ प्रत्येक अणु प्रकार की पर्यावरणीय सांद्रता है। β को निर्देशित, भारित, जटिल नेटवर्क के रूप में देखा जाता है।

विधानसभा वर्तमान आकार है $$N=\sum_{i=1}^{N_G}n_i$$. असेंबली एक अधिकतम आकार, एनएमएक्स, आमतौर पर एनजी के क्रम में पहुंचने के बाद सिस्टम को विखंडन क्रिया लगाकर संतुलन से दूर रखा जाता है। यह विभाजन क्रिया एक ही आकार की दो संतान पैदा करती है, और जिनमें से एक को फिर से उगाया जाता है।

गिलेस्पी एल्गोरिथम का उपयोग करते हुए मॉडल को मोंटे कार्लो एल्गोरिथ्म  आधारित सिमुलेशन के अधीन किया गया है।

चयन
2010 में, Eors Szathmary और सहयोगियों ने GARD को एक आदर्श चयापचय-प्रथम अहसास के रूप में चुना है। उन्होंने मॉडल में चयन गुणांक पेश किया है, जो असेंबली की वृद्धि दर को बढ़ाता या घटाता है, यह इस बात पर निर्भर करता है कि वे किसी दिए गए लक्ष्य के समान या असमान हैं। उन्होंने पाया कि विधानसभाओं की रैंकिंग चयन के दबाव से अप्रभावित है, और निष्कर्ष निकाला कि GARD डार्विनियन विकास को प्रदर्शित नहीं करता है।

2012 में यह दिखाया गया था कि यह आलोचना गलत है और डोरोन लैंसेट और ओमर मार्कोविच द्वारा इसका खंडन किया गया था. 2010 के पेपर की दो प्रमुख कमियां थीं: (1) उन्होंने एक सामान्य सभा पर ध्यान केंद्रित किया है, न कि एक संयोजन या कॉम्पोटाइप पर (क्रमशः ईमानदारी से प्रतिकृति और अर्ध-प्रजातियां); (2) उन्होंने चयन क्षमता का परीक्षण करने के लिए केवल एक, यादृच्छिक, सिमुलेशन का प्रदर्शन किया है।

क्वासिस्पीज
अर्ध-प्रजाति मॉडल उन प्रतिकृतियों की आबादी का वर्णन करता है जो अपेक्षाकृत उच्च उत्परिवर्तन के साथ दोहराते हैं। म्यूटेशन और बैक म्यूटेशन के कारण जनसंख्या अंततः एक मास्टर-रेप्लिकेटर (मास्टर अनुक्रम) के आसपास केंद्रित हो जाती है। GARD की आबादी को एक मास्टर-कंपोटाइप के चारों ओर एक अर्ध-प्रजाति बनाने के लिए दिखाया गया था और एक त्रुटि तबाही प्रदर्शित करने के लिए, इसी तरह आरएनए वायरस जैसे शास्त्रीय अर्ध-प्रजातियों के लिए।

यह भी देखें

 * जीवजनन
 * प्रोटोसेल

बाहरी संबंध

 * GARD10 MATLAB code (see Markovitch and Lancet, 2012): https://github.com/ModelingOriginsofLife/GARD
 * Doron Lancet homepage at Weizmann Institute of Science, who is the inventor of GARD.
 * Origin of life (OOL ) at the Weizmann Institute.