หน่วยการจำลองแบบยุคแรก ต้องเผชิญกับข้อจำกัดทางกายภาพที่เข้มงวด การคัดลอกไม่เคยสมบูรณ์แบบ และ ขีดจำกัดความคลาดเคลื่อน ผูกปริมาณข้อมูลที่ตัวจำลองแบบสามารถบรรทุกได้เข้ากับความแม่นยำของการจำลองแบบ ยิ่งลำดับยาวขึ้น ตำแหน่งก็ยิ่งเสี่ยงต่อการคัดลอกผิดในทุกรอบมากเท่านั้น และข้อความที่เข้ารหัสก็เสื่อมสลายเร็วขึ้นเท่านั้น ตัวจำลองแบบยุคแรกจึงต้องมีขนาด เล็กพอ ที่จะถูกคัดลอกด้วยความเที่ยงตรงที่ใช้งานได้ แต่ในขณะเดียวกันก็ต้อง มีโครงสร้างเพียงพอ ที่จะบรรทุกหน้าที่ที่มีความสำคัญ โมเลกุลที่ตอบสนองทั้งสองเงื่อนไขพร้อมกันมีขนาดเล็กอย่างน่าประหลาดใจ — อยู่ในระดับเดียวกับ tRNA ประมาณ 70–90 นิวคลีโอไทด์

ข้อแลกเปลี่ยนระหว่างขนาดกับความเที่ยงตรง

เขียนเงื่อนไขสำหรับการรักษาลำดับที่มีความหมายได้เป็น q̄_m · : คุณภาพการจำลองแบบเฉลี่ย q̄_mข้อได้เปรียบเชิงการคัดเลือก ของลำดับที่ถูกต้อง และจำนวนรุ่นลูก จะต้องมีน้ำหนักรวมกันมากกว่าการสูญเสียข้อมูลที่เกิดจากการกลายพันธุ์ เนื่องจากภาระการกลายพันธุ์เพิ่มขึ้นตามจำนวนตำแหน่งที่อาจถูกคัดลอกผิด จีโนมที่ยาวจึงต้องการความเที่ยงตรงสูง — และเรพลิเคสยุคดึกดำบรรพ์ที่ไม่มีระบบตรวจแก้ก็ไม่สามารถให้ความเที่ยงตรงนั้นได้ ลำดับที่มีความยาวประมาณหนึ่งร้อยนิวคลีโอไทด์ก็ใกล้ถึงเพดานในทางปฏิบัติแล้ว จีโนมที่มีหลายพันนิวคลีโอไทด์นั้นอยู่นอกเหนือความสามารถในสภาวะเช่นนั้น นี่คือเหตุผลที่ว่าทำไมการค้นหาหน่วยการจำลองแบบที่เสถียรหน่วยแรกจึงมุ่งไปที่โมเลกุล RNA สั้น แทนที่จะมุ่งไปที่โปรโตจีโนม

ทำไมโมเลกุลคล้าย tRNA จึงพอดีกับช่วงที่เหมาะสม

RNA ที่คล้าย tRNA มีขนาดเล็ก แต่ไม่ได้ไร้รูปร่าง มันพับได้อย่างทำซ้ำได้เป็นโครงรูปใบโคลเวอร์ที่กะทัดรัด ซึ่งควบแน่นต่อไปเป็นโครงสร้างรูปตัว L ที่เสถียร และสามารถเติมกรดอะมิโนที่ปลาย 3′ ได้ ความสามารถในการพับซ้ำได้อย่างสม่ำเสมอคือคุณสมบัติชี้ขาด: ลำดับเดียวกันให้รูปร่างเดิมเสมอ ดังนั้นโมเลกุลเดียวจึงสามารถเป็นทั้งแม่แบบและวัตถุที่ทำหน้าที่ได้พร้อมกัน ขนาดเล็กทำให้อยู่ต่ำกว่าขีดจำกัดความคลาดเคลื่อน โครงพับที่เสถียรทำให้มันทำเคมีได้ — การจดจำ การจับ การจัดการกรดอะมิโน และการช่วยเร่งปฏิกิริยา

การรวมเข้าด้วยกันโดยไม่ต้องเชื่อมต่อ

การแบ่งข้อมูลทั้งหมดออกเป็นตัวจำลองแบบขนาดเล็กหลายตัวช่วยแก้ปัญหาขนาด แต่ก็สร้างปัญหาใหม่ขึ้นมา กล่าวคือ กลุ่มของตัวจำลองแบบอิสระก็คือกลุ่มของผู้แข่งขัน และตัวที่สั้นที่สุดหรือเร็วที่สุดจะเป็นฝ่ายชนะ ข้อโต้แย้งสำคัญของสไลด์นี้คือ การรวมเข้าด้วยกันไม่จำเป็นต้องเชื่อมโมเลกุลให้เป็นจีโนมขนาดใหญ่หนึ่งเดียว การรวมเข้าด้วยกันสามารถเป็นแบบ เชิงหน้าที่: ผลผลิตของแต่ละโมเลกุล — ไม่ว่าจะเป็น RNA กรดอะมิโน เปปไทด์ หรือพื้นผิวเชิงเร่งปฏิกิริยา — กลายเป็นทรัพยากรสำหรับโมเลกุลอื่น เมื่อความสัมพันธ์พึ่งพาเหล่านั้นปิดเป็นวัฏจักร กลุ่มก็จะทำตัวเป็นหน่วยร่วมมือหนึ่งเดียว และการสนับสนุนซึ่งกันและกันแบบวัฏจักรนี้คือการเกิดจริงที่เรียบง่ายที่สุดขององค์กรแบบไฮเปอร์ไซเคิล การเชื่อมโยงเชิงหน้าที่ ไม่ใช่การหลอมรวมแบบโคเวเลนต์ คือสิ่งที่ทำให้ข้อมูลที่กระจายอยู่คงสภาพสมบูรณ์

โมเลกุลคล้าย tRNA ในฐานะตัวปรับตัวสำหรับเคมีเปปไทด์ยุคดึกดำบรรพ์

โมเลกุลเดียวกันนี้เป็นสะพานเชื่อมไปสู่การสังเคราะห์เปปไทด์ RNA ที่คล้าย tRNA สามารถทำหน้าที่เป็นตัวปรับหรือตัวส่งสาร: มันบรรทุกกรดอะมิโนที่จำเพาะและสามารถส่งกรดอะมิโนนั้นให้กับสายเปปไทด์ที่กำลังงอกได้โดยไม่ต้องมีเครื่องมือที่ซับซ้อน เนื่องจากต้องจัดการกับกรดอะมิโนที่พบได้บ่อยเพียงจำนวนจำกัด และเนื่องจากความจำเพาะสามารถอยู่ในลำดับของ RNA เอง เคมีที่คล้ายการแปลรหัสในยุคดึกดำบรรพ์จึงเป็นสิ่งที่พอจะจินตนาการได้โดยใช้ตัวจำลองแบบที่มีอยู่แล้วด้วยเหตุผลอื่น

การสลับโครงสร้างจาก hf → FH

ไม่ว่า tRNA หนึ่งตัวจะอยู่ในโครงสร้าง hf หรือ FH นั้นขึ้นอยู่กับว่ามันเกาะอยู่กับอะไร: กรดอะมิโนหรือสายเปปไทด์ การถ่ายโอนกรดอะมิโนไปยังสายเปปไทด์จะพลิกโมเลกุลจาก hf เป็น FH แบบจำลองนี้อธิบายได้ดีว่า ในเมื่อไม่มีเครื่องมือแปลรหัสที่ซับซ้อน ข้อความสามารถถูกอ่านออกมาได้อย่างไร — สถานะของ tRNA เองบันทึกว่าขั้นตอนการถ่ายโอนเกิดขึ้นแล้วหรือไม่ ทำให้กระบวนการมีทิศทางที่สมดุลเคมีธรรมดาไม่สามารถให้ได้

สาระสำคัญ: โมเลกุลขนาดเล็ก โครงพับที่เสถียร และการเชื่อมโยงเชิงหน้าที่แบบวัฏจักร — ไม่ใช่จีโนมขนาดใหญ่ — คือสิ่งที่ทำให้ข้อมูลยุคแรกอยู่รอดผ่านขีดจำกัดความคลาดเคลื่อนได้