Wanneer genen in eiwitten tot expressie worden gebracht, wordt DNA eerst getranscribeerd in boodschapper-RNA (mRNA), dat vervolgens wordt getranslateerd door transfer-RNA (tRNA) in een groeiende keten van aminozuren genaamd een polypeptide. Polypeptiden worden vervolgens verwerkt en tot functionele eiwitten gevouwen. De complexe stappen van de vertaling vereisen veel verschillende vormen van tRNA om de vele variaties in de genetische code te accommoderen.

Nucleotiden

Er zijn vier nucleotiden in het DNA: adenine, guanine, cytosine en thymine . Deze nucleotiden, ook bekend als basen, zijn gerangschikt in sets van drie genoemde codons. Omdat er vier aminozuren zijn die elk van de drie basen in een codon zouden kunnen omvatten, zijn er 4 ^ 3 = 64 mogelijke codons. Sommige codons coderen voor hetzelfde aminozuur, en dus is het feitelijke aantal benodigde tRNA-moleculen minder dan 64. Deze redundantie in de genetische code wordt "wobble" genoemd.

Aminozuren |

Elk codon codeert voor één aminozuur. Het is de functie van tRNA-moleculen om de genetische code van basen in aminozuren om te zetten. De tRNA-moleculen bereiken dit door te binden aan een codon aan het ene uiteinde van het tRNA en een aminozuur aan het andere uiteinde. Om deze reden is een verscheidenheid aan tRNA-moleculen nodig om niet alleen de verscheidenheid aan codons te accommoderen, maar ook de verschillende soorten aminozuren in het lichaam. Mensen gebruiken meestal 20 verschillende aminozuren.

Stop codons

Hoewel de meeste codons coderen voor een aminozuur, triggeren drie specifieke codons het einde van polypeptidesynthese in plaats van coderen voor het volgende aminozuur in de groeiend eiwit. Er zijn drie van dergelijke codons, stopcodons genoemd: UAA, UAG en UGA. Dus, naast het nodig hebben van tRNA-moleculen om te paren met elk aminozuur, heeft een organisme andere tRNA-moleculen nodig om te paren met de stopcodons.

Niet-standaard aminozuren

Naast de 20 standaard aminozuren, sommige organismen gebruiken extra aminozuren. Het selenocysteïne-tRNA heeft bijvoorbeeld een enigszins andere structuur dan andere tRNA's. Selenocysteine-tRNA paren aanvankelijk met serine, dat vervolgens wordt omgezet in selenocysteïne. Interessant is dat UGA (een van de stopcodons) codeert voor selenocysteïne en dat er dus ondersteunende moleculen nodig zijn om te voorkomen dat de eiwitsynthese tot stilstand komt wanneer de vertaalmachine van de cel het selenocysteïnecodon bereikt.