L'origine de la traduction est généralement imaginée comme l'assemblage soudain d'un ribosome. Cette diapositive emprunte une voie différente : elle part de l'abondance prébiotique des acides aminés et demande à quelle organisation d'ordre supérieur le premier appareil de traduction devait appartenir.

De la chimie prébiotique à un premier alphabet

La synthèse prébiotique simulée (expériences de type Miller) et l'inventaire organique de la météorite de Murchison convergent vers une famille restreinte d' acides aminés aliphatiques. Plutôt qu'un mélange uniforme, les rendements et les abondances dans la météorite sont fortement biaisés : la glycine domine, suivie de l'alanine, de l'acide aspartique et de la valine. Ce biais constitue la matière première à partir de laquelle un premier alphabet génétique a pu être constitué.

Ordre d'abondance et premiers codons du cadre GC

L'ordre Gly > Ala > Asp > Val est utilisé pour ordonner les premières affectations de codons du cadre GC. Les codons assemblés à partir de G et C correspondent d'abord aux acides aminés les plus simples et les plus abondants, de sorte que l'abondance chimique et le schéma de codage précoce s'alignent. Selon cette lecture, le plus ancien système de codage est riche en GC, et ses affectations découlent de la disponibilité plutôt que du hasard.

Le problème de nucléation d'un hypercycle

Un hypercycle se comporte différemment d'un simple réplicateur autocatalytique. Un réplicateur peut, en principe, démarrer à partir d'une seule copie de matrice ; un réseau cyclique ne le peut pas, car la fermeture de la boucle exige que tous ses membres soient présents en même temps. Le premier appareil de traduction n'est donc pas une invention moléculaire isolée. Il doit s'assembler progressivement à partir d'une quasi-espèce riche en GC, la mutation et la sélection ajoutant et affinant ses composants étape par étape jusqu'à la fermeture du cycle.

Points fixes de l'hypercycle à deux membres

L'analyse des points fixes d'un hypercycle à deux membres montre que le résultat dépend des constantes de couplage relatives qui relient les membres. Trois régimes qualitatifs apparaissent : la compétition pure, où un membre supplante l'autre ; la sélection de l'un ou l'autre membre, selon les conditions initiales ; et la stabilisation hypercyclique mutuelle, où chaque membre renforce l'autre. Seul ce dernier régime soutient un appareil couplé à la traduction, car c'est le cas où la réplication de l'ARN et la synthèse peptidique se renforcent mutuellement au lieu d'entrer en compétition.

La traduction comme seuil, non comme invention

L'image qui se dégage est que le premier appareil de traduction est un seuil dans un système hypercyclique reliant la réplication de l'ARN, la synthèse peptidique et la fermeture catalytique. La question directrice est XI. Comment démarrer la traduction ? La feuille de route ci-dessus y répond : le point de départ est l'abondance chimique, et le point d'arrivée est un cycle auto-renforcé atteint par la mutation, la sélection et un couplage suffisant.