Keď sú gény exprimované v proteínoch, DNA sa najskôr transkribuje do messengerovej RNA (mRNA), ktorá sa potom translatuje prenosovou RNA (tRNA) do rastúceho reťazca aminokyselín nazývaného polypeptid. Polypeptidy sa potom spracujú a poskladajú sa do funkčných proteínov. Komplexné kroky translácie vyžadujú veľa rôznych foriem tRNA, aby sa prispôsobili početným variáciám genetického kódu.
Nukleotidy
V DNA sú štyri nukleotidy: adenín, guanín, cytozín a tymín. Tieto nukleotidy, tiež známe ako bázy, sú usporiadané do súborov po troch nazývaných kodóny. Pretože existujú štyri aminokyseliny, ktoré by mohli obsahovať každú z troch báz v kodóne, existuje 4 ^ 3 = 64 možných kodónov. Niektoré kodóny kódujú rovnakú aminokyselinu, takže skutočný počet potrebných molekúl tRNA je menej ako 64. Táto nadbytočnosť v genetickom kóde sa označuje ako „kolísanie“.
Aminokyseliny
Každý kodón kóduje jednu aminokyselinu. Funkciou molekúl tRNA je preložiť genetický kód z báz do aminokyselín. Molekuly tRNA to umožňujú väzbou na kodón na jednom konci tRNA a aminokyselinu na druhom konci. Z tohto dôvodu je potrebných množstvo molekúl tRNA, aby sa zaistila nielen rozmanitosť kodónov, ale aj rôzne typy aminokyselín v tele. Ľudia zvyčajne používajú 20 rôznych aminokyselín.
Zastavte kodóny
Zatiaľ čo väčšina kodónov kóduje aminokyselinu, tri špecifické kodóny spúšťajú skôr koniec syntézy polypeptidov, než kódujú ďalšiu aminokyselinu v rastúcom proteíne. Existujú tri také kodóny, ktoré sa nazývajú stop kodóny: UAA, UAG a UGA. Organizmus teda okrem potreby párovania molekúl tRNA s každou aminokyselinou potrebuje aj ďalšie molekuly tRNA na párovanie so stop kodónmi.
Neštandardné aminokyseliny
Okrem 20 štandardných aminokyselín používajú niektoré organizmy aj ďalšie aminokyseliny. Napríklad selenocysteínová tRNA má trochu inú štruktúru ako iné tRNA. Selenocysteínová tRNA sa spočiatku páruje so serínom, ktorý sa potom premieňa na selenocysteín. Je zaujímavé, že UGA (jeden zo stop kodónov) kóduje selenocysteín, a teda sú to aj pomocné molekuly potrebné, aby sa zabránilo zastaveniu syntézy proteínov, keď mechanizmus translácie bunky dosiahne selenocysteín kodón.