Co-operation between Polymerases and Nucleotide Synthetases in the RNA World
Notice bibliographique
Résumé
It is believed that life passed through an RNA World stage in which replication was sustained by catalytic RNAs (ribozymes). The two most obvious types of ribozymes are a polymerase, which uses a neighbouring strand as a template to make a complementary sequence to the template, and a nucleotide synthetase, which synthesizes monomers for use by the polymerase. When a chemical source of monomers is available, the polymerase can survive on its own. When the chemical supply of monomers is too low, nucleotide production by the synthetase is essential and the two ribozymes can only survive when they are together. Here we consider a computational model to investigate conditions under which coexistence and cooperation of these two types of ribozymes is possible. The model considers six types of strands: the two functional sequences, the complementary strands to these sequences (which are required as templates), and non-functional mutants of the two sequences (which act as parasites). Strands are distributed on a two-dimensional lattice. Polymerases replicate strands on neighbouring sites and synthetases produce monomers that diffuse in the local neighbourhood. We show that coexistence of unlinked polymerases and synthetases is possible in this spatial model under conditions in which neither sequence could survive alone; hence, there is a selective force for increasing complexity. Coexistence is dependent on the relative lengths of the two functional strands, the strand diffusion rate, the monomer diffusion rate, and the rate of deleterious mutations. The sensitivity of this two-ribozyme system suggests that evolution of a system of many types of ribozymes would be difficult in a purely spatial model with unlinked genes. We therefore speculate that linkage of genes onto mini-chromosomes and encapsulation of strands in protocells would have been important fairly early in the history of life as a means of enabling more complex systems to evolve.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,003 |
| Communication savante | 0,002 | 0,004 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».