Les hypercycles couplés à la traduction étendent l'hypercycle élémentaire en faisant de chaque polynucléotide à la fois une matrice de réplication et une matrice de traduction. La même molécule d'ARN peut être copiée par une réplicase et lue par un ribosome ; la réplication et la traduction entrent donc en compétition pour la matrice.

Architecture moléculaire et cinétique

• Double rôle de matrice. Pour le membre i, l'ARN_i est copié pour produire davantage d'ARN_i et traduit pour produire le polypeptide . Les deux processus puisent dans le même pool d'ARN libre_i.
• Fermeture du cycle. Le polypeptide traduit à partir du membre i catalyse la réplication d'un autre membre, généralement i+1. L'organisation est hypercyclique plutôt que purement autocatalytique car ne catalyse pas son propre ARN matrice_i.
• Espèces couplées. L'état cinétique contient explicitement des polynucléotides libres, des polypeptides libres et des complexes polynucléotide–polypeptide. Les complexes peuvent être les formes catalytiquement actives ou actives pour la réplication, par exemple ARN_i+1·.
• Architecture cinétique. La réplication dirigée par matrice et la traduction sont imbriquées avec la rétroaction catalytique. L'information polypeptidique n'est maintenue que par les matrices polynucléotidiques qui la codent ; les polypeptides ne sont pas répliqués de manière indépendante.
• Conséquence au niveau du système. L'hypercycle couplé à la traduction ne peut être réduit à un simple hypercycle catalytique car il ajoute des étapes de traduction et de formation de complexes au cycle de réplication. Ces étapes supplémentaires préparent l'analyse ultérieure des limites de concentration et de la stabilité.

Étapes cinétiques élémentaires

Pour le membre i du cycle, un schéma compact est :

• Traduction : ARN_i → ARN_i + .
• Formation du complexe : + ARN_i+1 ⇌ (ARN_i+1·).
• Réplication catalysée : (ARN_i+1·) → 2 ARN_i+1 + , ou + ARN_i+1 → 2 ARN_i+1 + si le complexe n'est pas représenté explicitement.

La réplication de l'ARN_i est catalysée par E_i−1. L'itération sur i ferme l'hypercycle couplé à la traduction. Comme la réplication et la traduction partagent la même matrice d'ARN, leurs vitesses relatives déterminent la quantité d'ARN utilisée pour la copie par rapport à la quantité de polypeptide mise à disposition comme catalyseur. Ce couplage constitue la différence structurelle clé par rapport à un hypercycle élémentaire.