Όταν τα γονίδια εκφράζονται σε πρωτεΐνες, το DNA μεταγράφεται πρώτα σε αγγελιοφόρο RNA (mRNA), το οποίο μετά μεταφράζεται με μεταφορά RNA (tRNA) σε μια αναπτυσσόμενη αλυσίδα αμινοξέων που ονομάζεται πολυπεπτίδιο. Τα πολυπεπτίδια μετά υποβάλλονται σε επεξεργασία και διπλώνονται σε λειτουργικές πρωτεΐνες. Τα πολύπλοκα βήματα της μετάφρασης απαιτούν πολλές διαφορετικές μορφές tRNA προκειμένου να διευθετηθούν οι πολλαπλές παραλλαγές του γενετικού κώδικα.
Νουκλεοτίδια
Υπάρχουν τέσσερα νουκλεοτίδια στο DNA: αδενίνη, γουανίνη, κυτοσίνη και θυμίνη. Αυτά τα νουκλεοτίδια, επίσης γνωστά ως βάσεις, είναι διατεταγμένα σε σύνολα τριών αποκαλούμενων κωδικονίων. Επειδή υπάρχουν τέσσερα αμινοξέα που θα μπορούσαν να περιλαμβάνουν καθεμία από τις τρεις βάσεις σε ένα κωδικόνιο, υπάρχουν 4 ^ 3 = 64 πιθανά κωδικόνια. Ορισμένα κωδικόνια κωδικοποιούν το ίδιο αμινοξύ και έτσι ο πραγματικός αριθμός των μορίων tRNA που απαιτείται είναι μικρότερος από 64. Αυτός ο πλεονασμός στον γενετικό κώδικα αναφέρεται ως "ταλάντευση".
Αμινοξέα
Κάθε κωδικόνιο κωδικοποιεί ένα αμινοξύ. Είναι η λειτουργία των μορίων tRNA να μεταφράζουν τον γενετικό κώδικα από βάσεις σε αμινοξέα. Τα μόρια tRNA το επιτυγχάνουν με σύνδεση σε ένα κωδικόνιο στο ένα άκρο του tRNA και ένα αμινοξύ στο άλλο άκρο. Για αυτόν τον λόγο, απαιτείται μια ποικιλία μορίων tRNA για να φιλοξενήσει όχι μόνο την ποικιλία των κωδικονίων αλλά και τους διαφορετικούς τύπους αμινοξέων στο σώμα. Οι άνθρωποι χρησιμοποιούν συνήθως 20 διαφορετικά αμινοξέα.
Σταματήστε τα κωδικόνια
Ενώ τα περισσότερα κωδικόνια κωδικοποιούν ένα αμινοξύ, τρία ειδικά κωδικόνια ενεργοποιούν το τέλος της σύνθεσης πολυπεπτιδίων αντί να κωδικοποιούν το επόμενο αμινοξύ στην αναπτυσσόμενη πρωτεΐνη. Υπάρχουν τρία τέτοια κωδικόνια, που ονομάζονται κωδικόνια διακοπής: UAA, UAG και UGA. Έτσι, εκτός από το ότι χρειάζονται μόρια tRNA για σύζευξη με κάθε αμινοξύ, ένας οργανισμός χρειάζεται άλλα μόρια tRNA για σύζευξη με τα κωδικόνια διακοπής.
Μη τυπικά αμινοξέα
Εκτός από τα 20 τυπικά αμινοξέα, ορισμένοι οργανισμοί χρησιμοποιούν επιπλέον αμινοξέα. Για παράδειγμα, το tRNA σεληνοκυστεΐνης έχει κάπως διαφορετική δομή από ό, τι άλλα tRNA. Η σερενοκυστεΐνη tRNA αρχικά ζευγαρώνεται με σερίνη, η οποία στη συνέχεια μετατρέπεται σε σεληνοκυστεΐνη. Είναι ενδιαφέρον ότι το UGA (ένα από τα κωδικόνια στοπ) κωδικοποιεί τη σεληνοκυστεΐνη και έτσι βοηθητικά μόρια είναι απαιτείται για να αποφευχθεί η διακοπή της πρωτεϊνικής σύνθεσης όταν ο μηχανισμός μετάφρασης του κυττάρου φτάσει στη σεληνοκυστεΐνη κωδικόνιο