Возникновение происхождение трансляции — это не одномолекулярное событие. Примитивный аппарат трансляции представляет собой распределённую многокомпонентную функцию: он требует матричную РНК, tRNA-адаптеры, рибосомную РНК, рибосомные белки, аминоацил-tRNA-синтетазы, а также вспомогательные факторы энергии, кофакторов и процессинга. Каждый компонент сам должен кодироваться наследуемой информацией, а вместе их информационная потребность намного превышает то, что способен нести любой один короткий репликатор.
Потолок информационной ёмкости
- Каждый компонент требует информации: tRNA, рРНК, рибосомные белки и синтетазы — это отдельные молекулы, поэтому каждая из них добавляет последовательность, которую репликация должна поддерживать.
- Порог ошибок: при частоте мутаций на основание μ репликатор длиной L сохраняется лишь до тех пор, пока μ·L остаётся ниже критического значения. Более длинные последовательности накапливают ошибки быстрее и подвергаются мутационному распаду.
- Несоответствие ёмкости: кодирующая длина, необходимая даже для минимальной системы трансляции, превышает то, что один короткий репликатор способен удерживать ниже порога ошибок. Единица, которая попыталась бы закодировать всё, была бы вытолкнута за порог и потеряла бы собственную информацию.
Предпосылки не означают достаточности
Воспроизводимые молекулы РНК размером с tRNA и запас достаточно распространённых аминокислот — это необходимые предпосылки, но они не решают проблему координации, сборки и кодирования : какой адаптер переносит какую аминокислоту, как адаптеры стыкуются с матрицей и как собирается каталитическое ядро. Единичный короткий репликатор не может возникнуть одновременно с трансляцией, поскольку он не способен одновременно хранить собственную информацию о репликации и информацию обо всём распределённом аппарате.
Почему единичная короткая репликативная единица не может запустить трансляциюСравнение из двух панелей. Слева: один короткий репликатор РНК находится ниже порога ошибок, поэтому объём информации, который он способен поддерживать, ограничен мутациями. Справа: наложенные друг на друга компоненты минимальной системы трансляции — матричная РНК, tRNA-адаптеры, рРНК, рибосомные белки, аминоацил-tRNA-синтетазы и вспомогательные факторы — поднимают суммарную информационную потребность выше того же порога. Стрелка-мост показывает, что только функциональная интеграция нескольких коротких репликаторов позволяет системе нести больше информации, чем могла бы любая отдельная единица.
