Kiedy geny ulegają ekspresji w białkach, DNA jest najpierw transkrybowane do informacyjnego RNA (mRNA), które jest następnie tłumaczone przez transfer RNA (tRNA) do rosnącego łańcucha aminokwasów zwanego polipeptydem. Polipeptydy są następnie przetwarzane i składane w funkcjonalne białka. Złożone etapy translacji wymagają wielu różnych form tRNA, aby dostosować się do licznych zmian w kodzie genetycznym.
Nukleotydy
W DNA występują cztery nukleotydy: adenina, guanina, cytozyna i tymina. Te nukleotydy, znane również jako zasady, są ułożone w zestawy trzech zwanych kodonami. Ponieważ istnieją cztery aminokwasy, które mogą zawierać każdą z trzech zasad w kodonie, istnieje 4^3 = 64 możliwych kodonów. Niektóre kodony kodują ten sam aminokwas, więc rzeczywista liczba potrzebnych cząsteczek tRNA jest mniejsza niż 64. Ta nadmiarowość w kodzie genetycznym jest określana jako „chwianie się”.
Aminokwasy
Każdy kodon koduje jeden aminokwas. Zadaniem cząsteczek tRNA jest tłumaczenie kodu genetycznego z zasad na aminokwasy. Cząsteczki tRNA osiągają to poprzez wiązanie z kodonem na jednym końcu tRNA i aminokwasem na drugim końcu. Z tego powodu potrzebne są różne cząsteczki tRNA, aby pomieścić nie tylko różne kodony, ale także różne rodzaje aminokwasów w organizmie. Ludzie zazwyczaj używają 20 różnych aminokwasów.
Stop kodony Co
Podczas gdy większość kodonów koduje aminokwas, trzy specyficzne kodony wyzwalają raczej zakończenie syntezy polipeptydu niż kodowanie następnego aminokwasu w rosnącym białku. Istnieją trzy takie kodony, zwane kodonami stop: UAA, UAG i UGA. Tak więc, oprócz konieczności parowania cząsteczek tRNA z każdym aminokwasem, organizm potrzebuje innych cząsteczek tRNA, aby sparować się z kodonami stop.
Niestandardowe aminokwasy
Oprócz 20 standardowych aminokwasów niektóre organizmy wykorzystują dodatkowe aminokwasy. Na przykład tRNA selenocysteiny ma nieco inną strukturę niż inne tRNA. Selenocysteinowe tRNA początkowo paruje z seryną, która następnie jest przekształcana w selenocysteinę. Co ciekawe, UGA (jeden z kodonów stop) koduje selenocysteinę, a więc cząsteczki pomocnicze są potrzebne, aby uniknąć zatrzymania syntezy białek, gdy maszyneria translacji komórki dotrze do selenocysteiny kodon.