การ กำเนิดของการแปลรหัส ไม่ใช่เหตุการณ์ระดับโมเลกุลเดียว เครื่องมือแปลรหัสแบบดั้งเดิมคือ หน้าที่แบบกระจายหลายองค์ประกอบ: ต้องใช้อาร์เอ็นเอแม่พิมพ์ ตัวปรับอาร์เอ็นเอถ่ายโอน อาร์เอ็นเอไรโบโซม โปรตีนไรโบโซม เอนไซม์อะมิโนแอซิล-อาร์เอ็นเอถ่ายโอนซินเทเทส และปัจจัยเสริมด้านพลังงาน โคแฟกเตอร์ และการแปรรูป แต่ละองค์ประกอบต้องถูกเข้ารหัสด้วยข้อมูลที่ถ่ายทอดได้ และเมื่อรวมกันแล้วความต้องการข้อมูลของมันมากเกินกว่าที่ตัวจำลองตัวเองสั้น ๆ ตัวใดตัวหนึ่งจะบรรจุได้
เพดานความจุข้อมูล
- ทุกองค์ประกอบมีต้นทุนข้อมูล: อาร์เอ็นเอถ่ายโอน อาร์เอ็นเอไรโบโซม โปรตีนไรโบโซม และซินเทเทสเป็นโมเลกุลที่แตกต่างกัน ดังนั้นแต่ละตัวเพิ่มลำดับที่การจำลองต้องรักษาไว้
- ขีดจำกัดความผิดพลาด: ที่อัตราการกลายพันธุ์ต่อเบส μ ตัวจำลองตัวเองที่มีความยาว L จะอยู่รอดได้ก็ต่อเมื่อ μ·L ยังคงต่ำกว่าค่าวิกฤต ลำดับที่ยาวกว่าจะสะสมความผิดพลาดเร็วขึ้นและเสื่อมถอยจากการกลายพันธุ์
- ความไม่สอดคล้องของความจุ: ความยาวรหัสที่จำเป็นแม้สำหรับระบบแปลรหัสขั้นต่ำก็เกินกว่าที่ตัวจำลองตัวเองสั้น ๆ ตัวเดียวจะบรรจุได้ภายใต้ขีดจำกัดความผิดพลาด หน่วยเดียวที่พยายามเข้ารหัสทุกอย่างจะถูกดันเกินเพดานและสูญเสียข้อมูลของตัวเอง
สิ่งจำเป็นเบื้องต้นไม่เพียงพอ
โมเลกุลอาร์เอ็นเอที่จำลองได้ขนาดเท่าอาร์เอ็นเอถ่ายโอนและแหล่งกรดอะมิโนที่พบได้ทั่วไปเพียงพอเป็นสิ่งจำเป็นเบื้องต้น แต่พวกมันไม่แก้ปัญหา การประสานงาน การประกอบ และการเข้ารหัส : ตัวปรับตัวใดพากรดอะมิโนตัวใด ตัวปรับยึดเกาะบนแม่พิมพ์อย่างไร และแกนเร่งปฏิกิริยาถูกประกอบอย่างไร ตัวจำลองตัวเองสั้น ๆ ตัวเดียวไม่สามารถเกิดขึ้นพร้อมกับการแปลรหัสได้ เพราะมันไม่สามารถบรรจุทั้งข้อมูลการจำลองตัวเองและเครื่องมือแบบกระจายทั้งหมดได้ในเวลาเดียวกัน
เหตุใดหน่วยจำลองตัวเองสั้น ๆ หน่วยเดียวจึงไม่สามารถเริ่มการแปลรหัสได้
การเปรียบเทียบสองแผง แผงซ้าย: ตัวจำลองอาร์เอ็นเอสั้น ๆ หนึ่งตัวอยู่ใต้เพดานขีดจำกัดความผิดพลาด ดังนั้นข้อมูลที่มันรักษาได้จึงจำกัดด้วยการกลายพันธุ์ แผงขวา: องค์ประกอบซ้อนกันของระบบแปลรหัสขั้นต่ำ — อาร์เอ็นเอแม่พิมพ์ ตัวปรับอาร์เอ็นเอถ่ายโอน อาร์เอ็นเอไรโบโซม โปรตีนไรโบโซม เอนไซม์อะมิโนแอซิล-อาร์เอ็นเอถ่ายโอนซินเทเทส และปัจจัยเสริม — ดันความต้องการข้อมูลรวมให้เกินเพดานเดียวกัน ลูกศรเชื่อมแสดงว่าเฉพาะการบูรณาการเชิงหน้าที่ของตัวจำลองตัวเองสั้น ๆ หลายตัวเท่านั้นที่ทำให้ระบบบรรจุข้อมูลได้มากกว่าที่หน่วยใดหน่วยหนึ่งจะทำได้
