경쟁하는 분자 복제자들의 통합은 근본적인 제약에 직면합니다: 바로 오류 임계값입니다. 예를 들어 여러 유전자를 하나의 게놈으로 연결하여 생성된 단일한 긴 복제 단위는 복제 주기당 너무 많은 돌연변이를 축적합니다. 돌연변이율이 임계값을 초과하면 마스터 서열이 상실되고 그 단위에 암호화된 특정 정보가 손상됩니다. 따라서 더 긴 분자 하나를 만드는 것만으로는 통합을 이룰 수 없으며, 통합된 단위는 자신의 돌연변이 분포에 대해 선택 가능성을 유지해야 합니다.
경쟁 분자들을 통합하면서 다음의 임계값 관계를 위반하지 않는 세 가지 대안 경로가 제안되었습니다:
- 초순환 결합: 유전자들이 닫힌 촉매 순환을 통해 연결되어, 각 유전자의 복제가 다른 유전자들의 산물에 의존합니다. 이는 초순환 수준에서 선택 단위를 형성하지만, 기생 돌연변이체에 취약하고 촉매적 폐쇄를 필요로 합니다.
- 번역 매개 결합: 유전자가 복제나 번역을 촉매하는 기능적 활성 단백질(예: 복제효소 또는 합성효소)을 암호화합니다. 이는 분업을 가능하게 하고 단일 RNA 게놈보다 더 많은 정보를 통합할 수 있지만, 암호화 장치를 필요로 하고 충실도 제약에 직면합니다.
- 구획화: 협력 유전자들이 공통 구획(원시 세포)에 둘러싸여 선택이 구획 전체에 작용합니다. 이는 통합을 안정화하고 기생체의 착취를 제한할 수 있지만, 경계 유지, 확률적 효과, 조화된 복제 제약을 도입합니다.
이 경로들은 상호 배타적이지 않습니다. 초기 진화는 통합된 게놈을 달성하기 위해 초순환 조직, 번역, 구획화를 결합했을 수 있습니다. 공통된 제약은 각 경로가 오류 임계값 내에 머물면서 돌연변이 부담을 관리해야 한다는 것입니다. 통합은 단순한 물리적 결합이 아니라 선택의 문제입니다.
