Un subconjunto de especies y reacciones en una red de reacciones químicas tal que cada reacción del subconjunto es catalizada por al menos una especie producida dentro del subconjunto y todas las especies del subconjunto pueden producirse a partir de un pequeño 'conjunto alimento' designado usando reacciones del subconjunto — lo que permite el auto-sostenimiento colectivo.

Principio

Cierre bajo catálisis y producción: el conjunto está catalíticamente cerrado (catalizadores internos) y es generativo a partir de insumos básicos, de modo que la red puede mantener y reproducir sus especies integrantes sin catalizadores externos para cada reacción.

Demostración

Un ejemplo mínimo: con moléculas alimento F, reacciones F→A (catalizada por C), F→B (catalizada por A), F→C (catalizada por B). Las tres especies A,B,C catalizan la formación entre sí y por tanto forman un conjunto autocatalítico capaz de producción sostenida a partir de F.

Aplicación incorrecta

Llamar conjunto autocatalítico a cualquier reacciones que se aceleren mutuamente sin verificar el cierre catalítico y la producibilidad desde el conjunto alimento, o ignorar las restricciones estequiométricas/recursos y la factibilidad cinética.

Consecuencia

Predice la posibilidad de auto-mantenimiento colectivo, crecimiento y resiliencia en redes de reacciones; sirve como modelo formal en estudios sobre el origen de la vida y para entender la organización de redes metabólicas.

Inversión

Una red abierta sin cierre catalítico no se auto-sostendrá: sin catalizadores internos o cierre de producibilidad, las concentraciones decaen salvo que sean mantenidas externamente, impidiendo la replicación autónoma del conjunto.

Límite

La definición depende del esquema de reacciones elegido y de la identificación de la catálisis; excluye la autocatalisis de un solo paso salvo que cumpla las condiciones de cierre y producibilidad; efectos estocásticos a bajos números de copias pueden invalidar predicciones deterministas.

Tensión semántica

A menudo se confunde con la autocatalisis de reacción única (una especie cataliza su propia formación): la tensión está entre el cierre a nivel de red y la catálisis mutua frente a la autocatalisis mono-molecular.

Síntesis

Un conjunto autocatalítico es un subred catalíticamente cerrada y generativa de reacciones y especies que puede colectivamente producir y sostener sus miembros a partir de insumos básicos, proporcionando un mecanismo formal para el auto-mantenimiento emergente en redes químicas.