Ketika gen diekspresikan menjadi protein, DNA pertama-tama ditranskripsi menjadi messenger RNA (mRNA), yang kemudian diterjemahkan oleh transfer RNA (tRNA) menjadi rantai asam amino yang tumbuh yang disebut polipeptida. Polipeptida kemudian diproses dan dilipat menjadi protein fungsional. Langkah-langkah translasi yang kompleks membutuhkan banyak bentuk tRNA yang berbeda untuk mengakomodasi variasi yang beraneka ragam dalam kode genetik.
Nukleotida
Ada empat nukleotida dalam DNA: adenin, guanin, sitosin, dan timin. Nukleotida ini, juga dikenal sebagai basa, disusun dalam tiga set yang disebut kodon. Karena ada empat asam amino yang dapat membentuk masing-masing dari tiga basa dalam sebuah kodon, ada 4^3 = 64 kemungkinan kodon. Beberapa kodon mengkode asam amino yang sama, sehingga jumlah molekul tRNA yang dibutuhkan sebenarnya kurang dari 64. Redundansi dalam kode genetik ini disebut sebagai "goyangan".
Asam amino
Setiap kodon mengkode satu asam amino. Ini adalah fungsi molekul tRNA untuk menerjemahkan kode genetik dari basa menjadi asam amino. Molekul tRNA mencapai ini dengan mengikat kodon di salah satu ujung tRNA dan asam amino di ujung lainnya. Untuk alasan ini, berbagai molekul tRNA diperlukan untuk mengakomodasi tidak hanya berbagai kodon tetapi juga berbagai jenis asam amino dalam tubuh. Manusia biasanya menggunakan 20 asam amino yang berbeda.
Hentikan Kodon
Sementara sebagian besar kodon mengkode asam amino, tiga kodon spesifik memicu akhir sintesis polipeptida daripada mengkode asam amino berikutnya dalam protein yang sedang tumbuh. Ada tiga kodon seperti itu, yang disebut kodon stop: UAA, UAG dan UGA. Jadi, selain membutuhkan molekul tRNA untuk berpasangan dengan setiap asam amino, organisme membutuhkan molekul tRNA lain untuk berpasangan dengan kodon stop.
Asam Amino Non-Standar
Selain 20 asam amino standar, beberapa organisme menggunakan asam amino tambahan. Misalnya, tRNA selenocysteine memiliki struktur yang agak berbeda dari tRNA lainnya. Selenocysteine tRNA awalnya berpasangan dengan serin, yang kemudian diubah menjadi selenocysteine. Menariknya, UGA (salah satu kodon stop) mengkode selenocysteine dan molekul bantu adalah diperlukan untuk menghindari penghentian sintesis protein ketika mesin translasi sel mencapai selenocysteine kodon.