När gener uttrycks i proteiner transkriberas DNA först till budbärar-RNA (mRNA), som sedan översätts av överförings-RNA (tRNA) till en växande kedja av aminosyror som kallas en polypeptid. Polypeptider bearbetas sedan och vikas till funktionella proteiner. De komplexa översättningsstegen kräver många olika former av tRNA för att tillgodose de mångfaldiga variationerna i den genetiska koden.
Nukleotider
Det finns fyra nukleotider i DNA: adenin, guanin, cytosin och tymin. Dessa nukleotider, även kända som baser, är ordnade i uppsättningar av tre kallade kodoner. Eftersom det finns fyra aminosyror som kan omfatta var och en av de tre baserna i ett kodon, finns det 4 ^ 3 = 64 möjliga kodoner. Vissa kodoner kodar för samma aminosyra, så det faktiska antalet tRNA-molekyler som behövs är mindre än 64. Denna redundans i den genetiska koden kallas "vackla".
Aminosyror
Varje kodon kodar för en aminosyra. Det är tRNA-molekylernas funktion att översätta den genetiska koden från baser till aminosyror. TRNA-molekylerna åstadkommer detta genom att binda till ett kodon i ena änden av tRNA och en aminosyra i den andra änden. Av denna anledning behövs en mängd olika tRNA-molekyler för att inte bara rymma olika kodoner utan också de olika typerna av aminosyror i kroppen. Människor använder vanligtvis 20 olika aminosyror.
Stoppa Codons
Medan de flesta kodoner kodar för en aminosyra utlöser tre specifika kodoner slutet av polypeptidsyntes snarare än kodning för nästa aminosyra i det växande proteinet. Det finns tre sådana kodoner, kallade stoppkodoner: UAA, UAG och UGA. Således, förutom att behöva tRNA-molekyler för att para ihop sig med varje aminosyra, behöver en organism även andra tRNA-molekyler för att para ihop med stoppkodonerna.
Icke-standardiserade aminosyror
Förutom de 20 vanliga aminosyrorna använder vissa organismer ytterligare aminosyror. Till exempel har selenocystein-tRNA en något annan struktur än andra tRNA. Selenocystein-tRNA paras initialt med serin, som sedan omvandlas till selenocystein. Intressant är att UGA (ett av stoppkodonerna) kodar för selenocystein och sålunda hjälpmolekyler behövs för att undvika att stoppa proteinsyntes när cellens översättningsmaskineri når selenocystein kodon.