Slide này kết nối động lực học siêu chu trình trừu tượng với một kịch bản phân tử nguyên thủy cụ thể: một bộ máy sao chép–dịch mã nguyên thủy được tổ chức như một siêu chu trình RNA. Sơ đồ tối giản sử dụng các sợi RNA mã hóa một replicase và bốn chức năng synthetase. Các RNA vừa đóng vai trò khuôn mẫu/thông điệp vừa là các phân tử xúc tác/thích ứng, trong khi các protein được mã hóa xúc tác việc sao chép và tổng hợp peptide nguyên thủy.
Các số hạng sao chép và dịch mã chung có thể được gộp thành một hàm tăng trưởng chung, cho phép các phương trình siêu chu trình mô tả hệ RNA–protein tích hợp. Tuy nhiên, chỉ mã hóa các chức năng này là không đủ: nếu các RNA vẫn độc lập hoặc chỉ liên kết tuyến tính, các biến thể sao chép nhanh hơn hoặc ký sinh có thể lợi dụng các chất xúc tác chung, và toàn bộ tập hợp thông điệp sẽ thoái hóa do cạnh tranh nội bộ.
Tại sao một tập hợp thông điệp vẫn thoái hóa
Một tập hợp thông điệp mã hóa một replicase và bốn synthetase không tự động ổn định khi các sản phẩm dịch mã là hàng hóa công cộng khuếch tán được. Một RNA sao chép nhanh hơn hoặc một ký sinh có thể sử dụng replicase và các synthetase mà không đóng góp tất cả các chức năng. Gánh nặng đột biến và chọn lọc làm xói mòn tập hợp hợp tác, dù tập hợp có thể tăng trưởng ban đầu.
Loại liên kết nào giúp ổn định nó
Tích hợp ổn định đòi hỏi liên kết xúc tác theo chu trình khép kín, trong đó sản phẩm của mỗi thành viên giúp sao chép hoặc biểu hiện các thành viên khác. Sự phụ thuộc lẫn nhau này ức chế ký sinh và tích hợp sao chép với dịch mã. Tăng trưởng trở thành thuộc tính của toàn bộ tập hợp thay vì của từng khuôn mẫu riêng lẻ.
Siêu chu trình RNA–Protein nguyên thủy
Năm nút RNA mã hóa một replicase (R) và bốn synthetase (S 1 –S 4). Mũi tên đứt nét thể hiện dịch mã các protein khuếch tán được; mũi tên cong liền thể hiện liên kết xúc tác khép kín, trong đó mỗi sản phẩm giúp biểu hiện hoặc sao chép các thành viên khác. Phiên bản mở/tuyến tính thiếu sự khép kín này và dễ bị ký sinh tấn công.
