一個 轉譯的起源 並非單一分子事件。原始的轉譯機構是一種 分散式、多組元件協同的功能:它需要模版 RNA、tRNA 接合器、核糖體 RNA、核糖體蛋白、胺醯-tRNA 合成酶,以及輔助的能量、輔因子與加工因子。每個組件本身都必須由可遺傳的資訊編碼,而它們合起來的資訊需求,遠超過任何一個短複製子所能承載。
資訊容量上限
- 每個組件都需耗費資訊:tRNA、rRNA、核糖體蛋白與合成酶各自是不同分子,因此每一個都增加了一段複製過程必須維持的序列。
- 錯誤閾值:在每鹼基突變率為 μ 的情況下,長度為 L 的複製子唯有在 μ·L 低於臨界值時才能存續。較長的序列累積錯誤的速度更快,會遭受突變衰減。
- 容量不匹配:即使是最小轉譯系統所需的編碼長度,也超過單一短複製子在錯誤閾值之下所能承載的範圍。若單一單元試圖編碼所有內容,就會被推越上限,並失去自身的資訊。
先決條件並不等於充分條件
可複製、大小如 tRNA 的 RNA 分子,以及供應充足的常見胺基酸,是必要的先決條件,但它們無法解決 協調、組裝與編碼 的問題:哪個接合器攜帶哪種胺基酸、接合器如何停靠於模版上,以及催化核心如何組裝。單一短複製子無法與轉譯共同出現,因為它無法同時保有自身的複製資訊與整個分散式機構。
功能整合
出路不在於更大的單一複製子,而在於 多個短複製子的功能整合:每個單元維持在各自的錯誤閾值上限之下,而催化與編碼的耦合讓組合系統得以超越任何單一單元的容量。這正是通往超循環組織的概念之門。
