概述
轉移核糖核酸具有攜帶並轉運胺基酸功能的一類小分子核糖核酸，簡稱tRNA。
在蛋白質生物全面過程中，tRNA主要起轉運胺基酸的作用。由於tRNA分子的同工性(isoacceptor)，即一種以上的tRNA對一種胺基酸特異，所以細胞內tRNA的種類(80多種)比胺基酸的種類多。1958年Hoagland等人首先發現了在蛋白質生物合成過程中，一種可溶性RNA起介導作用時稱為可溶性RNA(solubleRNA)，現在稱為tRNA。tRNA的分子量一般在25-30KD範圍，沉降常數約4S，由73-93個核苷酸組成，其中含大量稀有鹼基，如假尿嘧啶核苷(ψ)，各種甲基化的嘌呤和嘧啶核苷，二氫尿嘧啶(hU或D)和胸腺嘧啶(T)核苷等。對絕大多數原核細胞和真核細胞一個tRNA分子來說，一般有10-15個稀有鹼基。這些稀有鹼基的功能不十分清楚。tRNA分子是單股RNA，十分利於與單股的模板mRNA進行酮基和氨基反應，形成氫鍵。絕大多數胞漿tRNA含(76+1或76-1)個核苷酸，其中有15-16個核苷酸為固定核苷酸，即在絕大多數胞漿tRNA上這些核苷酸的種類和位置不變，其它的61-62個核苷酸為可變核苷酸。
種類
轉移核糖核酸一種tRNA只能攜帶一種胺基酸,如丙氨酸tRNA只攜帶丙氨酸，但一種胺基酸可被不止一種tRNA攜帶。同一生物中，攜帶同一種胺基酸的不同tRNA稱作“同功受體tRNA”。組成蛋白質的胺基酸有20種，而tRNA可以有六七十種或更多。攜帶同一種胺基酸的細胞器tRNA與細胞質tRNA也不一樣。生物體發生突變後，校正機制之一是通過校正基因合成一類校正tRNA，以維持翻譯作用解碼的相對正確性。可以有多種校正tRNA攜帶同一種胺基酸。
結構
自從1965年R.W.霍利等首次測出酵母丙氨酸tRNA的一級結構即核苷酸排列順序以來，到1983年已有200多個 tRNA（包括不同生物來源、不同器官、細胞器的同功受體tRNA以及校正tRNA）的一級結構被闡明。按照A-U、G-C以及G-U鹼基配對原則，除個別例外,tRNA分子均可排布成三葉草模型的二級結構（圖1）。它由3個環,即D環〔因該處二氫尿苷酸(D)含量高〕、反密碼環（該環中部為反密碼子）和TΨC環〔因絕大多數tRNA在該處含胸苷酸(T) 、假尿苷酸(Ψ)、胞苷酸(C)順序〕，四個莖，即 D莖（與D環聯接的莖）、反密碼莖（與反密碼環聯接）、TΨC莖(與TΨC環聯接)和胺基酸接受莖〔也叫CCA莖,因所有tRNA的分子末端均含胞苷酸(C)、胞苷酸(C)、腺苷酸(A)順序，CCA是連線胺基酸所不可缺少的〕，以及位於反密碼莖與TΨC莖之間的可變臂構成。不同tRNA的可變臂長短不一，核苷酸數從二至十幾不等。除可變臂和D環外,其他各個部位的核苷酸數目和鹼基對基本上是恆定的。圖 1也示出tRNA分子中出現的保守或半保守成分。這些成分對維繫tRNA的三級結構是很重要的。
tRNA的結構特徵之一是含有較多的修飾成分（見核苷酸），如上面提到的D、T、Ψ等；核酸中大部分修飾成分是在tRNA中發現的。修飾成分在tRNA分子中的分布是有規律的，但其功能不清楚。
1974年用X射線晶體衍射法測出第一個 tRNA──酵母苯丙氨酸tRNA晶體的三維結構，分子全貌象倒寫的英文字母L，呈扁平狀，長60埃，厚20埃（圖2），它是在tRNA二級結構基礎上，通過胺基酸接受莖與TΨC莖以及 D莖與反密碼莖間摺疊成右手反平行雙螺旋。tRNA三級結構由保守或半保守成分與構成二級結構的核苷酸之間形成氫鍵(稱三級結構氫鍵)維繫。其他tRNA晶體的三維結構類似酵母苯丙氨酸tRNA，只是某些參數有所不同。tRNA在溶液中的構型與其晶體結構一致。
功能
轉移核糖核酸主要是攜帶胺基酸進入核糖體，在mRNA指導下合成蛋白質。即以mRNA為模板，將其中具有密碼意義的核苷酸順序翻譯成蛋白質中的胺基酸順序（見蛋白質生物合成、核糖體）。tRNA與mRNA是通過反密碼子與密碼子相互作用而發生關係的。在肽鏈生成過程中，第一個進入核糖體與mRNA起始密碼子結合的tRNA叫起始tRNA，其餘tRNA參與肽鏈延伸,稱為延伸tRNA,按照mRNA上密碼的排列，攜帶特定胺基酸的tRNA依次進入核糖體。形成肽鏈後，tRNA即從核糖體釋放出來。整個過程叫做tRNA循環（圖3）。
tRNA是通過分子中3′端的CCA攜帶胺基酸的。胺基酸連線在腺苷酸的 2′或3′OH基上， 攜帶了胺基酸的tRNA叫氨醯tRNA,例如,攜帶甘氨酸的tRNA叫甘氨醯tRNA。胺基酸與tRNA的結合由氨醯tRNA合成酶催化，分二步進行:①胺基酸+ATP→氨醯-AMP+焦磷酸;②氨醯-AMP+tRNA→氨醯-tRNA+AMP。與一種胺基酸對應的至少有一種tRNA和一種氨醯-tRNA合成酶（見蛋白質生物合成）。
tRNA還具有其他一些特異功能，例如，在沒有核糖體或其他核酸分子參與下，攜帶胺基酸轉移至專一的受體分子,以合成細胞膜或細胞壁組分;作為反轉錄酶引物參與DNA合成；作為某些酶的抑制劑等。有的氨醯-tRNA還能調節胺基酸的生物合成。在許多植物病毒 RNA分子中發現有類似於tRNA的三葉草結構，有的也能接受胺基酸，其功能不詳。
生物合成
在生物體內,DNA分子上的tRNA基因經過轉錄生成tRNA前體，然後被加工成成熟的tRNA：
tRNA前體的加工包括：切除前體分子中兩端或內部的多餘核苷酸；形成tRNA成熟分子所具有的修飾核苷酸；如果前體分子3′端缺乏CCA順序,則需補加上CCA末端。加工過程都是在酶催化下進行的。
人工合成 1981年，中國科學家王德寶等用化學和酶促合成相結合的方法首次全合成了酵母丙氨酸tRNA。它由76個核苷酸組成，其中包括天然分子中的全部修飾成分，產物具與天然分子相似的生物活性（見核糖核酸和核酸的人工合成）。
mRNA與tRNA的區別
1.結構。
mRNA的一級結構，tRNA的二級、三級結構是經常考察的內容，需要仔細區分。
⑴真核生物的mRNA的5'端有帽子結構，3'端為多聚腺苷酸（poly(A))尾巴。
⑵tRNA的二級結構呈三葉草形。三葉草形結構由胺基酸臂、二氫尿嘧啶環、
mRNA反密碼環、額外環和TφC環等5個部分組成。其中，胺基酸臂末端為CCA；反密碼環中部為反密碼子，由3個鹼基組成。反密碼子可識別mRNA的密碼子。
⑶tRNA摺疊形成三級結構。tRNA的三級結構呈倒L形，反密碼環和胺基酸臂分別位於倒L的兩端。
2.功能。
⑴mRNA是合成蛋白質的直接模板。每一種多肽鏈都有一種特定的mRNA做模板，因此細胞內mRNA的種類也是很多的。它將DNA上的遺傳信息轉錄下來，攜帶到核糖體上，在那裡以密碼的方式控制蛋白質分子中胺基酸的排列順序，作為蛋白質合成的直接模板。
⑵tRNA的功能是轉運胺基酸。在蛋白質合成過程中，tRNA與合成蛋白質所需的單體——胺基酸形成複合物，將胺基酸轉運到核糖體中mRNA的特定位置上。
