Når gener udtrykkes i proteiner, transskriberes DNA først til messenger-RNA (mRNA), som derefter oversættes ved overførsel af RNA (tRNA) til en voksende kæde af aminosyrer kaldet et polypeptid. Polypeptider behandles derefter og foldes til funktionelle proteiner. De komplekse trin til translation kræver mange forskellige former for tRNA for at imødekomme de mange variationer i den genetiske kode.
Nukleotider
Der er fire nukleotider i DNA: adenin, guanin, cytosin og thymin. Disse nukleotider, også kendt som baser, er arrangeret i sæt med tre kaldte kodoner. Fordi der er fire aminosyrer, der kan omfatte hver af de tre baser i et kodon, er der 4 ^ 3 = 64 mulige kodoner. Nogle kodoner koder for den samme aminosyre, og det faktiske antal nødvendige tRNA-molekyler er derfor mindre end 64. Denne redundans i den genetiske kode kaldes "wobble".
Aminosyrer
Hver kodon koder for en aminosyre. Det er funktionen af tRNA-molekyler at oversætte den genetiske kode fra baser til aminosyrer. TRNA-molekylerne opnår dette ved at binde til et codon i den ene ende af tRNA'et og en aminosyre i den anden ende. Af denne grund er der brug for en række tRNA-molekyler for ikke kun at rumme forskellige kodoner, men også de forskellige typer aminosyrer i kroppen. Mennesker bruger typisk 20 forskellige aminosyrer.
Stop Codons
Mens de fleste kodoner koder for en aminosyre, udløser tre specifikke kodoner slutningen af polypeptidsyntese snarere end kodning for den næste aminosyre i det voksende protein. Der er tre sådanne kodoner, kaldet stopkodoner: UAA, UAG og UGA. Ud over at have behov for tRNA-molekyler for at parre sig sammen med hver aminosyre, har en organisme brug for andre tRNA-molekyler for at parre sig med stopkodonerne.
Ikke-standardiserede aminosyrer
Ud over de 20 standardaminosyrer bruger nogle organismer yderligere aminosyrer. For eksempel har selenocystein-tRNA en noget anden struktur end andre tRNA'er. Selenocystein tRNA parres oprindeligt med serin, som derefter omdannes til selenocystein. Interessant nok koder UGA (et af stopkodonerne) for selenocystein og så hjælpemolekyler nødvendigt for at undgå at standse proteinsyntese, når cellens translation maskineri når selenocystein codon.