ทฤษฎีไฮเปอร์ไซเคิลแยกโหมดระดับโมเลกุลสามโหมดที่มักถูกนำมาปะปนกันแต่ทำหน้าที่ต่างกันอย่างมาก: วัฏจักรคะตาไลติกอย่างง่ายซึ่งสร้าง ฟลักซ์; หน่วยออโตคะตาไลติกซึ่งสร้าง การขยายตัวเอง; และ เทมเพลตที่จำลองตัวเองได้ซึ่งสร้าง สำเนาลำดับที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมได้ไฮเปอร์ไซเคิลต้องอาศัยพฤติกรรมทั้งสามพร้อมกัน และการสับสนระหว่างกันก่อให้เกิดข้อกล่าวอ้างที่เคมีรองรับไม่ได้ ตัวอย่างเช่น การปฏิบัติต่อตัวเร่งปฏิกิริยาที่เพียงแค่เร่งปฏิกิริยาเสมือนว่ามันกำลังเพิ่มจำนวนตัวเองอยู่แล้ว

1. วัฏจักรคะตาไลติกอย่างง่าย: ฟลักซ์ที่เชื่อมโยงกันโดยไม่มีการขยายตัวเอง

วัฏจักรคะตาไลติกใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาหนึ่งตัวหรือมากกว่าเพื่อเปลี่ยนสับสเตรตให้เป็นผลิตภัณฑ์ สิ่งที่สำคัญคือสิ่งที่วัฏจักร ไม่ได้ ให้ผลผลิต คือ ตัวเร่งปฏิกิริยาเอง ตัวเร่งปฏิกิริยาถูกนำกลับมาใช้ใหม่แต่ไม่ได้ถูกสร้างขึ้นใหม่เป็นผลิตภัณฑ์ที่จำเป็นของวัฏจักร จึงต้องป้อนจากภายนอกหรือฟื้นฟูด้วยกระบวนการอื่น วัฏจักรเช่นนี้สร้างฟลักซ์ในสภาวะคงตัวและเครือข่ายปฏิกิริยาที่เชื่อมโยงกันได้อย่างง่ายดาย แต่ไม่ได้ขยายตัวเองโดยเนื้อแท้ หากตัวเร่งปฏิกิริยาถูกเจือจางหรือเสื่อมสลาย ความเข้มข้นของมันจะลดลงเว้นแต่วัฏจักรจะได้รับสารป้อนอย่างต่อเนื่อง การหมุนเวียนของเอนไซม์ และไรโบไซม์ที่ส่งเสริมการเปลี่ยนสับสเตรตโดยไม่ถูกฟื้นฟูจากปฏิกิริยานั้น ล้วนเป็นตัวอย่างของโหมดนี้

2. หน่วยออโตคะตาไลติก: ผลป้อนกลับเชิงบวกต่อหน่วยเอง

หน่วยออโตคะตาไลติกผลิตผลิตภัณฑ์ที่เร่งการก่อตัวของตัวเอง ดังนั้นลักษณะที่นิยามคือผลป้อนกลับเชิงบวกต่อการผลิตหน่วยเอง สิ่งนี้ก่อให้เกิดการขยายตัวเองและสามารถรองรับการเติบโตแบบเอกซ์โพเนนเชียลตราบเท่าที่สารตั้งต้นยังมีอยู่ ออโตคะตาไลซิสอาจเป็นแบบ โดยตรงซึ่งโมเลกุลเร่งการสังเคราะห์ของตัวเอง หรือแบบ โดยรวมซึ่งชุดของโมเลกุลเร่งปฏิกิริยาซึ่งกันและกัน สิ่งสำคัญคือ ออโตคะตาไลซิสเพียงอย่างเดียวไม่รับประกันการคัดลอกลำดับที่แม่นยำ หน่วยสามารถขยายได้โดยไม่ถ่ายทอดลำดับที่กำหนด ดังนั้นการขยายตัวเองจึงไม่เหมือนกับการถ่ายทอดทางพันธุกรรม

3. เทมเพลตที่จำลองตัวเองได้: การคัดลอกข้อมูลลำดับ

เทมเพลตที่จำลองตัวเองได้กำกับการสังเคราะห์สายเสริมโดยใช้ตัวเองเป็นเทมเพลต เนื่องจากผลิตภัณฑ์ในทันทีเป็นสายเสริมไม่ใช่สำเนาที่เหมือนกัน การสร้างลำดับต้นฉบับขึ้นใหม่จึงมักต้องมีรอบที่สองซึ่งสายเสริมทำหน้าที่เป็นเทมเพลต การจำลองแบบด้วยเทมเพลตจึงแตกต่างเชิงกลไกจากวัฏจักรคะตาไลติก: การพอลิเมอไรเซชันที่กำกับด้วยเทมเพลตคัดลอกข้อมูลลำดับ วัฏจักรคะตาไลติกเปลี่ยนสับสเตรต และวงออโตคะตาไลติกขยายผลิตภัณฑ์ มีเพียงโหมดเทมเพลตเท่านั้นที่บรรจุข้อมูลซึ่งความยาวถูกจำกัดด้วยความแม่นยำในการคัดลอกและเกณฑ์ความผิดพลาด

เหตุใดความแตกต่างนี้จึงสำคัญต่อไฮเปอร์ไซเคิล

โหมดทั้งสามนี้เป็นส่วนประกอบพื้นฐานของโครงสร้างไฮเปอร์ไซเคิล วัฏจักรคะตาไลติกให้การเชื่อมโยงเชิงหน้าที่ระหว่างองค์ประกอบ หน่วยออโตคะตาไลติกให้การเติบโต เทมเพลตให้ข้อมูลที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมซึ่งต้องต่ำกว่าเกณฑ์ความผิดพลาด เครื่องมือแปลรหัสยุคดึกดำบรรพ์ไม่สามารถประกอบขึ้นจากหน่วยจำลองตัวเองสั้น ๆ เพียงหน่วยเดียวได้ ต้องมีการบูรณาการการเชื่อมโยง การเติบโต และข้อมูล ซึ่งเป็นเหตุผลที่ไฮเปอร์ไซเคิลถูกเสนอเป็นหน่วยของการจัดระเบียบตัวเองตามธรรมชาติ

ข้อควรระวังเรื่องขอบเขต

ในระบบโมเลกุลจริง หมวดหมู่เหล่านี้ทับซ้อนกัน เทมเพลตอาจมีกิจกรรมคะตาไลติกด้วย และชุดออโตคะตาไลติกอาจรวมขั้นตอนที่กำกับด้วยเทมเพลต ความแตกต่างนี้เป็นการวิเคราะห์ เป็นวิธีระบุว่าขั้นตอนใดมีส่วนสนับสนุนอะไร ไม่ใช่ข้อกล่าวอ้างเกี่ยวกับประเภทธรรมชาติที่แยกจากกันโดยสิ้นเชิง