Когда гены экспрессируются в белки, ДНК сначала транскрибируется в информационную РНК (мРНК), которая затем транслируется с помощью транспортной РНК (тРНК) в растущую цепь аминокислот, называемую полипептидом. Затем полипептиды обрабатываются и складываются в функциональные белки. Сложные этапы трансляции требуют множества различных форм тРНК, чтобы приспособиться к многочисленным вариациям генетического кода.
Нуклеотиды
В ДНК четыре нуклеотида: аденин, гуанин, цитозин и тимин. Эти нуклеотиды, также известные как основания, расположены в виде наборов из трех кодонов. Поскольку есть четыре аминокислоты, которые могут составлять каждое из трех оснований в кодоне, существует 4 ^ 3 = 64 возможных кодона. Некоторые кодоны кодируют одну и ту же аминокислоту, поэтому фактическое количество необходимых молекул тРНК меньше 64. Эта избыточность в генетическом коде называется «колебанием».
Аминокислоты
Каждый кодон кодирует одну аминокислоту. Функция молекул тРНК - переводить генетический код из оснований в аминокислоты. Молекулы тРНК достигают этого путем связывания с кодоном на одном конце тРНК и аминокислотой на другом конце. По этой причине необходимы различные молекулы тРНК, чтобы приспособиться не только к разнообразию кодонов, но и к различным типам аминокислот в организме. Люди обычно используют 20 различных аминокислот.
Стоп-кодоны
В то время как большинство кодонов кодируют аминокислоту, три конкретных кодона запускают конец синтеза полипептида, а не кодируют следующую аминокислоту в растущем белке. Таких кодонов три, называемых стоп-кодонами: UAA, UAG и UGA. Таким образом, помимо потребности молекул тРНК в пары с каждой аминокислотой, организму нужны другие молекулы тРНК для объединения в пары со стоп-кодонами.
Нестандартные аминокислоты
В дополнение к 20 стандартным аминокислотам некоторые организмы используют дополнительные аминокислоты. Например, тРНК селеноцистеина имеет несколько иную структуру, чем другие тРНК. ТРНК селеноцистеина первоначально спаривается с серином, который затем превращается в селеноцистеин. Интересно, что UGA (один из стоп-кодонов) кодирует селеноцистеин и вспомогательные молекулы. необходимо, чтобы избежать остановки синтеза белка, когда механизм трансляции клетки достигает селеноцистеина. кодон.