Kun geenit ekspressoituvat proteiineiksi, DNA transkriptoidaan ensin messenger-RNA: ksi (mRNA), joka sitten siirretään RNA: lla (tRNA) kasvavaksi aminohappoketjuksi, jota kutsutaan polypeptidiksi. Sitten polypeptidit prosessoidaan ja taitetaan funktionaalisiin proteiineihin. Translaation monimutkaiset vaiheet vaativat monia erilaisia tRNA-muotoja geneettisen koodin monisuuntaisten vaihtelujen huomioon ottamiseksi.
Nukleotidit
DNA: ssa on neljä nukleotidia: adeniini, guaniini, sytosiini ja tymiini. Nämä nukleotidit, jotka tunnetaan myös emäksinä, on järjestetty kolmen koodonin sarjaksi. Koska kodonissa on neljä aminohappoa, jotka voisivat sisältää kumpikin kolmesta emäksestä, on 4 ^ 3 = 64 mahdollista kodonia. Jotkut kodonit koodaavat samaa aminohappoa, joten tarvittava tRNA-molekyylien todellinen määrä on alle 64. Tätä geneettisen koodin redundanssia kutsutaan "heilumiseksi".
Aminohappoja
Jokainen kodoni koodaa yhtä aminohappoa. TRNA-molekyylien tehtävänä on muuntaa geneettinen koodi emäksistä aminohapoiksi. TRNA-molekyylit toteuttavat tämän sitoutumalla tRNA: n toisessa päässä olevaan kodoniin ja toisessa päässä olevaan aminohappoon. Tästä syystä tarvitaan erilaisia tRNA-molekyylejä, jotta kodonien moninaisuuden lisäksi myös erityyppiset aminohapot mahtuisivat kehoon. Ihmiset käyttävät tyypillisesti 20 erilaista aminohappoa.
Pysäytä Codons
Vaikka suurin osa kodoneista koodaa aminohappoa, kolme spesifistä kodonia laukaisee polypeptidisynteesin lopun sen sijaan, että koodaisi kasvavan proteiinin seuraavaa aminohappoa. Tällaisia kodoneja on kolme, joita kutsutaan lopetuskodoneiksi: UAA, UAG ja UGA. Siten sen lisäksi, että organismi tarvitsee tRNA-molekyylejä pariliitokseen jokaisen aminohapon kanssa, organismi tarvitsee myös muita tRNA-molekyylejä pariksi pysähtymiskodonien kanssa.
Epätyypilliset aminohapot
20 standardiaminohapon lisäksi jotkut organismit käyttävät muita aminohappoja. Esimerkiksi seleenikysteiini-tRNA: lla on jonkin verran erilainen rakenne kuin muilla tRNA: lla. Selenokysteiini-tRNA pariutuu aluksi seriinin kanssa, joka sitten muuttuu selenokysteiiniksi. Mielenkiintoista on, että UGA (yksi lopetuskodoneista) koodaa selenokysteiiniä, joten avustavat molekyylit ovat tarvitaan välttämään proteiinisynteesin pysähtyminen, kun solun translaatiokoneisto saavuttaa selenokysteiinin kodoni.