なぜ多くの異なるタイプのtRNA分子があるのですか？

遺伝子がタンパク質に発現すると、DNAは最初にメッセンジャーRNA（mRNA）に転写され、次にトランスファーRNA（tRNA）によってポリペプチドと呼ばれるアミノ酸の成長する鎖に翻訳されます。 次に、ポリペプチドは処理され、機能性タンパク質に折りたたまれます。 翻訳の複雑なステップでは、遺伝暗号のさまざまなバリエーションに対応するために、さまざまな形式のtRNAが必要です。

DNAには、アデニン、グアニン、シトシン、チミンの4つのヌクレオチドがあります。 塩基としても知られるこれらのヌクレオチドは、コドンと呼ばれる3つのセットに配置されます。 コドンの3つの塩基のそれぞれを構成できる4つのアミノ酸があるため、4 ^ 3 = 64の可能なコドンがあります。 一部のコドンは同じアミノ酸をコードしているため、実際に必要なtRNA分子の数は64未満です。 遺伝暗号のこの冗長性は「ぐらつき」と呼ばれます。

各コドンは1つのアミノ酸をコードします。 遺伝暗号を塩基からアミノ酸に翻訳するのはtRNA分子の機能です。 tRNA分子は、tRNAの一方の端のコドンともう一方の端のアミノ酸に結合することによってこれを実現します。 このため、さまざまなコドンだけでなく、体内のさまざまな種類のアミノ酸にも対応するために、さまざまなtRNA分子が必要です。 人間は通常20種類のアミノ酸を使用します。

ほとんどのコドンはアミノ酸をコードしていますが、3つの特定のコドンは、成長中のタンパク質の次のアミノ酸をコードするのではなく、ポリペプチド合成の終了をトリガーします。 終止コドンと呼ばれるそのような3つのコドンがあります：UAA、UAGおよびUGA。 したがって、各アミノ酸とペアリングするためにtRNA分子を必要とすることに加えて、生物は終止コドンとペアリングするために他のtRNA分子を必要とします。

20の標準アミノ酸に加えて、いくつかの生物は追加のアミノ酸を使用します。 たとえば、セレノシステインtRNAは、他のtRNAとは構造が多少異なります。 セレノシステインtRNAは最初にセリンとペアになり、次にセリンがセレノシステインに変換されます。 興味深いことに、UGA（終止コドンの1つ）はセレノシステインをコードしているため、補助分子は 細胞の翻訳機構がセレノシステインに到達したときにタンパク質合成が停止するのを避けるために必要 コドン。