3
การปิดวงแบบตัวเร่งปฏิกิริยาและการแข่งขันภายใน
HYC-1979Lesson 7: Translation, Which, Acids
00:00

ในไฮเปอร์ไซเคิลที่เชื่อมโยงกับการแปลรหัส การเชื่อมโยงเชิงหน้าที่เพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอ สมมติว่าสาย RNA ชุดหนึ่งเข้ารหัสเอนไซม์รีพลิเคสหนึ่งตัวและหน้าที่ซินทีเทสหลายอย่าง และทุกสายใช้กลไกการจำลองแบบและการแปลรหัสร่วมกัน พจน์ที่ใช้ร่วมกันจะยุบรวมเป็นฟังก์ชันการเติบโตร่วม จากนั้นสายที่ถูกจำลองแบบได้เร็วกว่า—หรือแปลรหัสได้มีประสิทธิภาพมากกว่า—สามารถขยายตัวโดยเบียดเบียนสายอื่น และประชากรทั้งหมดจะเสื่อมสลายลงจากการแข่งขันภายใน นี่คือ การเติบโตร่วมไม่ใช่การปิดวงแบบตัวเร่งปฏิกิริยา

การปิดวงแบบตัวเร่งปฏิกิริยา เปลี่ยนชุดเดียวกันให้เป็นวัฏจักรที่สมาชิกพึ่งพากันและกัน การจำลองแบบหรือการแปลรหัสของสมาชิกแต่ละตัวถูกเร่งปฏิกิริยาโดยสมาชิกอื่นอย่างน้อยหนึ่งตัว การเติบโตกลายเป็นแบบส่วนรวม ตัวจำลองแบบที่เร็วมักไม่สามารถรักษาการเติบโตอย่างรวดเร็วได้อย่างไม่มีที่สิ้นสุด หากตัวเร่งปฏิกิริยาที่มันต้องการนั้นถูกสร้างขึ้นโดยสมาชิกที่มันจะเข้าไปแทนที่ การแข่งขันภายในยังคงมีอยู่เพื่อแย่งชิงสารตั้งต้น พลังงาน ความสามารถในการแปลรหัส และประสิทธิภาพของตัวเร่งปฏิกิริยา แต่การพึ่งพาแบบวัฏจักรจะจำกัดมันไว้

ความเสถียรขึ้นอยู่กับความแรงของการเชื่อมโยงเมื่อเทียบกับความแตกต่างของการเติบโตโดยธรรมชาติ การวิเคราะห์ค่าคัดเลือกเชิงรบกวนใช้ได้เมื่อ wkm ≪ Wmm − Wkk (เทียบกับตารางที่ 2) การประมาณค่าที่สูงขึ้นใช้ และอัตราแบบอิ่มตัวทั่วไปมีรูปแบบเช่น หรือ ในระบบที่เชื่อมโยงกับการแปลรหัส การเชื่อมโยงเชิงหน้าที่เพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอ เว้นแต่จะกลายเป็นวงเชื่อมตัวเร่งปฏิกิริยาแบบปิด เช่น ระหว่างองค์ประกอบรีพลิเคสกับซินทีเทส

การเติบโตร่วมแบบเปิดแหล่งร่วม ไม่มีการพึ่งพากันและกันR = รีพลิเคส · S1–S3 = ซินทีเทสสารตั้งต้นและพลังงานร่วมRตัวจำลองแบบเร็วS1S2S3ตัวจำลองแบบเร็วขยายตัว ส่วนตัวอื่นลดลงวัฏจักรตัวเร่งปฏิกิริยาแบบปิดสมาชิกแต่ละตัวถูกเร่งปฏิกิริยาโดยอีกตัวลูกศร = การสนับสนุนเชิงตัวเร่งปฏิกิริยาวัฏจักรการพึ่งพาRS1S2S3การพึ่งพาแบบวัฏจักรจำกัดการแข่งขันภายในการตรวจสอบการปิดวง: สมาชิกทุกตัวต้องเป็นทั้งผู้ให้และผู้รับตัวเร่งปฏิกิริยา

จากการปิดวงแบบไฮเปอร์ไซเคิลสู่การรวมตัวเชิงโครงสร้าง

การปิดวงแบบไฮเปอร์ไซเคิลทำให้ความร่วมมือที่เชื่อมโยงกับการแปลรหัสมีความเสถียร แต่ก็มีข้อจำกัด มิวแทนท์แบบปรสิตสามารถรับตัวเร่งปฏิกิริยาโดยไม่ให้อะไรตอบแทน และความไม่สมดุลภายในระหว่างสมาชิกสามารถทำให้วัฏจักรไม่เสถียร ข้อจำกัดเหล่านี้ช่วยอธิบายการเปลี่ยนผ่านในภายหลังไปสู่การรวมตัวเชิงโครงสร้างอย่างสมบูรณ์ของยีน/จีโนม เมื่อยีนถูกเชื่อมโยงทางกายภาพและจำลองแบบร่วมกันเป็นจีโนม วงเชื่อมตัวเร่งปฏิกิริยาแบบปิดก็ถูกแทนที่ด้วยหน่วยเชิงโครงสร้าง ซึ่งลดโอกาสของปรสิตและทำให้ความร่วมมือมีความเสถียร