RNA 분자나 단순한 유전체와 같은 단일 자기 복제 단위의 경우, 유한한 복사 충실도는 유지할 수 있는 유전 정보의 양에 근본적인 한계를 부과합니다. 이 한계가 바로 오류 역치입니다. 즉, 기능적 서열이 안정적으로 유전될 수 있는 염기당 최대 돌연변이율 μ입니다. 이 역치는 복제 충실도와 서열 길이 L에 의해 함께 결정됩니다. 이상적인 단일 단위 모형에서 안정성을 위해서는 μ 이어야 하므로, 최대 안정 길이는 Lₘₐₓ ≈ 1/μ로 스케일링됩니다. 마찬가지로, 길이 L인 서열이 오류 없이 복제될 확률은 qᴸ이며, 여기서 q는 부위당 충실도입니다. L이 증가함에 따라 qᴸ는 지수적으로 감소하며, μ 이면 오류 역치에 도달합니다.

역치 이하에서는 반복적인 돌연변이에도 불구하고 선택이 기능적 서열을 유지할 수 있으며, 개체군은 마스터 서열을 중심으로 한 준종 분포로 설명됩니다. 역치 이상에서는 선택이 제거할 수 있는 것보다 빠르게 돌연변이가 축적되어 원래의 정보가 상실되고, 개체군은 오류 대재앙이라 불리는 돌연변이 우세 영역에 들어섭니다. 이는 단일 복제 단위에 대한 제약이며, 초순환 네트워크의 속성이 아닙니다. 이는 더 큰 분자적 조직이 극복해야 하는 정보적 병목을 확립합니다.

주요 시사점

• 공동 의존성: 역치는 복제 충실도와 서열 길이 모두에 의존합니다. 더 긴 서열일수록 더 낮은 염기당 돌연변이율이 필요합니다.
• 정보적 한계: 주어진 충실도에서 유지 가능한 최대 길이는 Lₘₐₓ ≈ 1/μ입니다.
• 선택–돌연변이 균형: 역치 이하에서는 선택이 기능적 서열을 유지하지만, 역치 이상에서는 오류 대재앙이 발생합니다.
• 통합의 동기: 단일 단위는 복잡한 기능을 위한 충분한 정보를 유지할 수 없기 때문에, 여러 자기 복제 개체를 통합하는 것(예: 초순환 내에서)이 필요해집니다.