¿Por qué hay muchos tipos diferentes de moléculas de ARNt?

Cuando los genes se expresan en proteínas, el ADN se transcribe primero en ARN mensajero (ARNm), que luego se traduce por transferencia de ARN (ARNt) en una cadena de aminoácidos en crecimiento llamada polipéptido. Luego, los polipéptidos se procesan y se pliegan en proteínas funcionales. Los complejos pasos de la traducción requieren muchas formas diferentes de ARNt para adaptarse a las numerosas variaciones en el código genético.

Hay cuatro nucleótidos en el ADN: adenina, guanina, citosina y timina. Estos nucleótidos, también conocidos como bases, se organizan en conjuntos de tres llamados codones. Debido a que hay cuatro aminoácidos que podrían comprender cada una de las tres bases de un codón, hay 4 ^ 3 = 64 posibles codones. Algunos codones codifican el mismo aminoácido, por lo que el número real de moléculas de ARNt necesarias es inferior a 64. Esta redundancia en el código genético se conoce como "oscilación".

Cada codón codifica un aminoácido. La función de las moléculas de ARNt es traducir el código genético de las bases a los aminoácidos. Las moléculas de tRNA logran esto uniéndose a un codón en un extremo del tRNA y a un aminoácido en el otro extremo. Por esta razón, se necesita una variedad de moléculas de ARNt para acomodar no solo la variedad de codones sino también los diferentes tipos de aminoácidos en el cuerpo. Los seres humanos suelen utilizar 20 aminoácidos diferentes.

Si bien la mayoría de los codones codifican un aminoácido, tres codones específicos desencadenan el final de la síntesis de polipéptidos en lugar de codificar el siguiente aminoácido en la proteína en crecimiento. Hay tres de estos codones, llamados codones de terminación: UAA, UAG y UGA. Por lo tanto, además de necesitar moléculas de ARNt para emparejarse con cada aminoácido, un organismo necesita otras moléculas de ARNt para emparejarse con los codones de terminación.

Además de los 20 aminoácidos estándar, algunos organismos utilizan aminoácidos adicionales. Por ejemplo, el ARNt de selenocisteína tiene una estructura algo diferente a la de otros ARNt. El ARNt de selenocisteína se empareja inicialmente con la serina, que luego se convierte en selenocisteína. Curiosamente, los códigos UGA (uno de los codones de terminación) para la selenocisteína y, por lo tanto, las moléculas de asistencia son necesario para evitar detener la síntesis de proteínas cuando la maquinaria de traducción de la célula alcanza la selenocisteína codón.