Door Sly Tutor – Bijgewerkt 30 augustus 2022

Wanneer een gen tot expressie wordt gebracht, wordt de DNA-sequentie eerst getranscribeerd in messenger RNA (mRNA). Transfer-RNA (tRNA) decodeert vervolgens dit mRNA, waarbij het juiste aminozuur aan een groeiende polypeptideketen wordt gehecht. De verscheidenheid aan tRNA-soorten is essentieel voor het getrouw vertalen van de genetische code in functionele eiwitten.

Nucleotiden

DNA bestaat uit vier nucleotiden:adenine, guanine, cytosine en thymine. Deze nucleotiden vormen tripletten die codons worden genoemd, en met vier mogelijke basen op elke positie zijn er 4 ³ =64 theoretische codons. Verschillende codons coderen echter voor hetzelfde aminozuur, een kenmerk dat bekend staat als ‘wiebelen’. Deze redundantie betekent dat de cel minder dan 64 verschillende tRNA's nodig heeft, maar nog steeds een diverse set om alle codons te dekken.

Aminozuren

Elk codon specificeert een enkel aminozuur. tRNA-moleculen overbruggen de genetische code en het aminozuurrepertoire door aan het ene uiteinde een codon te binden en aan het andere uiteinde het overeenkomstige aminozuur te dragen. Mensen gebruiken twintig standaardaminozuren en het tRNA-repertoire moet elk codon huisvesten dat elk van deze aminozuren aanstuurt.

Stopcodons

Drie codons – UAA, UAG en UGA – dienen als stopsignalen en beëindigen de polypeptidesynthese. Hoewel ze niet voor aminozuren coderen, heeft het vertaalapparaat gespecialiseerde tRNA-achtige factoren nodig om deze stopcodons te herkennen en het voltooide eiwit vrij te geven.

Niet-standaard aminozuren

Sommige organismen nemen extra aminozuren op die verder gaan dan de standaard 20. Een opmerkelijk voorbeeld is selenocysteïne, het 21e aminozuur, dat wordt ingevoegd op UGA-codons. Het unieke selenocysteïne-tRNA koppelt aanvankelijk met serine en wordt later gemodificeerd tot selenocysteïne. Speciale translationele elementen zorgen ervoor dat UGA wordt gelezen als selenocysteïne in plaats van als een terminatiesignaal, waardoor eiwitten dit essentiële sporenelement kunnen opnemen.