Hvorfor er det mange forskjellige typer tRNA-molekyler?

Når gener uttrykkes i proteiner, transkriberes DNA først til messenger-RNA (mRNA), som deretter blir oversatt ved overføring av RNA (tRNA) til en voksende kjede av aminosyrer som kalles et polypeptid. Polypeptider blir deretter bearbeidet og brettet til funksjonelle proteiner. De komplekse trinnene for oversettelse krever mange forskjellige former for tRNA for å imøtekomme de mange variasjonene i den genetiske koden.

Det er fire nukleotider i DNA: adenin, guanin, cytosin og tymin. Disse nukleotidene, også kjent som baser, er ordnet i sett med tre kalt kodoner. Fordi det er fire aminosyrer som kan omfatte hver av de tre basene i et kodon, er det 4 ^ 3 = 64 mulige kodoner. Noen kodoner koder for den samme aminosyren, og det faktiske antallet tRNA-molekyler som trengs er mindre enn 64. Denne overflødigheten i den genetiske koden blir referert til som "wobble".

Hver kodon koder for en aminosyre. Det er funksjonen til tRNA-molekyler å oversette den genetiske koden fra baser til aminosyrer. TRNA-molekylene oppnår dette ved å binde til et kodon i den ene enden av tRNA og en aminosyre i den andre enden. Av denne grunn er det nødvendig med en rekke tRNA-molekyler for å imøtekomme ikke bare mangfoldet av kodoner, men også de forskjellige typer aminosyrer i kroppen. Mennesker bruker vanligvis 20 forskjellige aminosyrer.

Mens de fleste kodoner koder for en aminosyre, utløser tre spesifikke kodoner slutten på polypeptidsyntese i stedet for å kode for den neste aminosyren i det voksende proteinet. Det er tre slike kodoner, kalt stoppkodoner: UAA, UAG og UGA. I tillegg til at det er behov for tRNA-molekyler for å parre seg med hver aminosyre, trenger en organisme andre tRNA-molekyler for å parre seg med stoppkodonene.

I tillegg til de 20 vanlige aminosyrene, bruker noen organismer ekstra aminosyrer. For eksempel har selenocystein-tRNA en noe annen struktur enn andre tRNAer. Selenocystein tRNA pares i utgangspunktet med serin, som deretter omdannes til selenocystein. Interessant nok er UGA (en av stoppkodonene) koder for selenocystein og så hjelpemidler. nødvendig for å unngå å stoppe proteinsyntesen når cellens translasjonsmaskineri når selenocystein kodon.