Un' origine della traduzione non è un evento a singola molecola. Un apparato di traduzione primitivo è una funzione distribuita e multi-componente: richiede RNA stampo, adattatori tRNA, RNA ribosomiale, proteine ribosomiali, aminoacil-tRNA sintetasi e fattori ausiliari di energia, cofattori e processamento. Ogni componente deve essere a sua volta codificato da informazione ereditabile, e nel loro insieme la loro domanda informativa è molto più grande di quanto un singolo replicatore breve possa portare.
La soglia di capacità informativa
- Ogni componente costa informazione: tRNA, rRNA, proteine ribosomiali e sintetasi sono molecole distinte, quindi ognuna aggiunge una sequenza che la replicazione deve mantenere.
- La soglia d'errore: a un tasso di mutazione per base μ, un replicatore di lunghezza L sopravvive solo finché μ·L rimane sotto un valore critico. Le sequenze più lunghe accumulano errori più rapidamente e subiscono un decadimento mutazionale.
- Disallineamento di capacità: la lunghezza di codifica necessaria anche solo per un sistema di traduzione minimale supera ciò che un singolo replicatore breve può contenere al di sotto della soglia d'errore. Un'unica unità che tentasse di codificare tutto verrebbe spinta oltre la soglia e perderebbe la propria informazione.
I prerequisiti non sono sufficienti
Molecole di RNA riproducibili grandi quanto un tRNA e una disponibilità di amminoacidi sufficientemente comuni sono prerequisiti necessari, ma non risolvono il coordinamento, l'assemblaggio e la codifica problema: quale adattatore trasporta quale amminoacido, come gli adattatori si ancorano a uno stampo e come viene assemblato il nucleo catalitico. Un singolo replicatore breve non può co-emergere con la traduzione, perché non può contenere contemporaneamente la propria informazione di replicazione e l'intero apparato distribuito.
Perché una singola unità replicativa breve non può avviare la traduzione
Confronto a due pannelli. A sinistra: un singolo replicatore di RNA breve si trova sotto la soglia limite d'errore, quindi l'informazione che può mantenere è limitata dalla mutazione. A destra: i componenti impilati di un sistema di traduzione minimale — RNA stampo, adattatori tRNA, rRNA, proteine ribosomiali, aminoacil-tRNA sintetasi e fattori ausiliari — spingono la domanda informativa totale al di sopra di quella stessa soglia. La freccia ponte mostra che solo l'integrazione funzionale di più replicatori brevi permette al sistema di portare più informazione di quanta ne potrebbe portare qualsiasi singola unità.
