Când genele sunt exprimate în proteine, ADN-ul este transcris mai întâi în ARN mesager (ARNm), care este apoi tradus prin transferul ARN (ARNt) într-un lanț în creștere de aminoacizi numit polipeptidă. Polipeptidele sunt apoi procesate și pliate în proteine funcționale. Etapele complexe ale traducerii necesită multe forme diferite de ARNt pentru a se potrivi variațiilor multitudinale ale codului genetic.
Nucleotide
Există patru nucleotide în ADN: adenină, guanină, citozină și timină. Aceste nucleotide, cunoscute și sub numele de baze, sunt aranjate în seturi de trei numiți codoni. Deoarece există patru aminoacizi care ar putea cuprinde fiecare dintre cele trei baze dintr-un codon, există 4 ^ 3 = 64 codoni posibili. Unii codoni codifică același aminoacid, astfel încât numărul real de molecule de ARNt necesare este mai mic de 64. Această redundanță din codul genetic este denumită „oscilație”.
Aminoacizi
Fiecare codon codifică un aminoacid. Funcția moleculelor de ARNt este de a traduce codul genetic din baze în aminoacizi. Moleculele de ARNt realizează acest lucru prin legarea la un codon de la un capăt al ARNt și la un aminoacid la celălalt capăt. Din acest motiv, sunt necesare o varietate de molecule de ARNt pentru a găzdui nu numai varietatea de codoni, ci și diferitele tipuri de aminoacizi din organism. Oamenii folosesc de obicei 20 de aminoacizi diferiți.
Opriți codonii
În timp ce majoritatea codonilor codifică un aminoacid, trei codoni specifici declanșează sfârșitul sintezei polipeptidice, mai degrabă decât codificând următorul aminoacid din proteina în creștere. Există trei astfel de codoni, numiți codoni stop: UAA, UAG și UGA. Astfel, pe lângă faptul că are nevoie de molecule de ARNt pentru a se împerechea cu fiecare aminoacid, un organism are nevoie de alte molecule de ARNt pentru a se asocia cu codonii de oprire.
Aminoacizi non-standard
Pe lângă cei 20 de aminoacizi standard, unele organisme folosesc aminoacizi suplimentari. De exemplu, ARNt de selenocisteină are o structură oarecum diferită față de alte ARNt. ARNt selenocisteină inițial se împerechează cu serină, care este apoi transformată în selenocisteină. Interesant este că codurile UGA (unul dintre codonii de oprire) pentru selenocisteină și deci moleculele de asistență sunt necesare pentru a evita oprirea sintezei proteinelor atunci când mecanismul de traducere al celulei ajunge la selenocisteină codon.