3
触媒的閉鎖と内部競争
HYC-1979Lesson 7: Translation, Which, Acids
00:00

翻訳共役型ハイパーサイクルでは、機能的結合だけでは十分ではありません。一連のRNA鎖が1つのレプリカーゼと複数のシンセターゼ機能をコードし、すべての鎖が同じ複製・翻訳機構を共有しているとします。共有された項は共通の成長関数へと集約されます。すると、より速く複製される、あるいはより効率的に翻訳される鎖が他を犠牲にして増殖し、集団は内部競争によって崩壊します。これは 共有成長であり、触媒的閉鎖ではありません。

触媒的閉鎖 は、同じ集合を相互依存的循環へと変換します。各メンバーの複製または翻訳は、少なくとも1つの他のメンバーによって触媒されます。成長は集合的になります。速い複製者は、必要とする触媒が、本来なら排除するはずのメンバーによってのみ生産されている場合、急速な成長を無期限に維持することはできません。前駆体、エネルギー、翻訳容量、触媒効率をめぐる内部競争は持続しますが、循環的依存がそれを制約します。

安定化は、内在的な成長差に対する結合の強さに依存します。摂動的選択値解析は、wkm ≪ Wmm − Wkk のとき有効です(表2参照)。より高次の近似では を用い、一般化された飽和速度は次のような形をとります。 または 。翻訳共役系では、機能的な結合が閉じた触媒的リンクとならない限り、それだけでは不十分です。例えば、レプリカーゼとシンセターゼの構成要素間のリンクなどです。

開放的な共有成長共有プール、相互依存なしR = レプリカーゼ · S1~S3 = シンセターゼ共通の前駆体とエネルギーR速い複製者S1S2S3速い複製者が増殖し、他は衰退する。閉じた触媒的循環各メンバーは他のメンバーによって触媒される矢印 = 触媒的支援循環的依存RS1S2S3循環的依存が内部競争を制約する。閉鎖の確認:すべてのメンバーが触媒の提供者かつ受容者でなければならない。

ハイパーサイクル的閉鎖から構造的統合へ

ハイパーサイクル的閉鎖は翻訳共役型の協力を安定化させますが、限界があります。寄生型変異体は貢献せずに触媒を受け取ることができ、メンバー間の内部的な不均衡が循環を不安定化させる可能性があります。これらの限界は、遺伝子/ゲノムの完全な構造的統合への後期の移行を説明するのに役立ちます。遺伝子が物理的に連結され、ゲノムとして共複製されると、閉じた触媒的リンクは構造的単位に置き換わり、寄生体の機会を減らし、協力を安定化させます。