Las proteínas se sintetizan mediante la transcripción (genética) y la traducción (biología) del código genético. Solo 20 aminoácidos (en realidad 23, incluyendo Selenocysteine (21st), Pyrrolysine (22nd) y N-Formylmethionine (23rd)) son proteinogénicos porque nuestro código genético codifica solo 20 residuos de aminoácidos (técnicamente 21, como algunas especies de Archaea pueden codificar pirrolisina).
Esto plantea una serie de preguntas:
- ¿Por qué el código genético solo codifica 20 residuos?
- Considerando el hecho de que tenemos 4 pares de bases (A, T, G y C) y codones de triplete, ¿por qué necesitamos 64 codones que codifiquen 20 residuos?
- ¿Por qué se seleccionaron estos 20 residuos específicos cuando ocurren unos pocos cientos de residuos en la naturaleza?
Figura 1: código genético del software UMD: código genético
- ¿Podría ser que estos 20 residuos sean esenciales para el plegamiento y el funcionamiento de las proteínas? posiblemente no, ya que aún no hemos establecido una relación estructura-función para las proteínas. Un estudio sobre E. coli muestra que Norleucine puede reemplazar a Metionina en Adenylate cinasa (http://www.jbc.org/content/263/1…)
- ¿Es puramente un resultado de la casualidad? tal vez no.
Eche un vistazo más de cerca a la figura de arriba. Una de las propiedades fundamentales del código genético es el hecho de que es degenerado. Más de un codón codifica un residuo, también, la variación está en gran medida en el tercer codón. Los dos primeros codones parecen bastante estables. ¿Qué significa esto? ¿Por qué el tercer codón no es tan específico como los primeros dos?
Para responder estas dos preguntas, debemos comprender el proceso básico de la traducción. La traducción es un proceso de decodificación de ARN mensajero para producir proteínas. Los anticodones de cortes en RNA de transferencia se unen a codones de mRNA con la ayuda de ribosoma. 
Figura 2: imagen de la historieta de la traducción de Ribosome:
Es decir, el código genético se traduce en proteínas con la ayuda de tRNA.
¿Por qué no hay enlaces éster en aminoácidos?
¿Por qué los aminoácidos generalmente son más solubles a pH extremos que a pH neutro?
¿Cómo se unen los aminoácidos al ARNt?
Aminoacyl tRNA synthetase (ARS) cataliza la reacción entre aminoácidos y tRNA, produciendo Aminoacyl-tRNA. 
Figura 3: imagen de caricatura de tRNA sintetasa que une aminoácidos y tRNA, imagen de Journals on the Web
- ARS es único, es decir, hay 20 moléculas diferentes, una para cada residuo de aminoácido. (RCSB PDB-101) [nota: durante el mayor tiempo se creyó que era exactamente 20, pero hay diferentes 18 en algunas especies y se pueden modificar, etc., y así sucesivamente: Página en nih.gov; Aminoacil-tRNA Sintetasas, el código genético y el proceso evolutivo]
- Existen como dos clases diferentes, diez en cada clase (clases de aminoacil-tRNA sintetasas y el establecimiento del código genético)
- Las clases son distintas, y muchos investigadores plantean la hipótesis de que las clases evolucionaron por separado. (Página en sciencedirect.com)
- ARS también se puede modificar in vitro para catalizar otros aminoácidos (Angewandte Chemie International Edition)
La tercera posición en el codón se conoce como la posición de oscilación, y la degeneración en esta posición surge debido al par de bases Wobble. Francis Crick propuso la hipótesis del bamboleo en la década de 1960: emparejamiento codón-anticodón: la hipótesis del bamboleo.
Figura 4: imagen de dibujos animados que muestra el emparejamiento de base de oscilación, de la traducción por ARNt
- La primera posición del anticodón forma enlaces de hidrógeno menos estables con el codón (el enlace H se sabe que es más dinámico: estabilidad del enlace H en el ARNt (Asp) anticodon … [Biophys J. 1996]) vis-a- vis la segunda y tercera posición. Esto podría hacer que la tercera posición del codón o la posición de oscilación sea menos específica.
- Con base en lo anterior, algunos investigadores plantean la hipótesis de que el codón triplete evolucionó a partir de un doblete: el código genético triplete tenía un doble predecesor
- Weber y Miller escribieron un artículo en 1981, explicando las razones de estos únicos 20 residuos. Afirman que los 20 residuos tienen suficiente diversidad para capturar las propiedades físicas y químicas necesarias (cubren todo el espectro) requeridas para que funcionen las proteínas: página en physwww.mcmaster.ca
En resumen, el problema de reconocimiento entre el residuo de aminoácido, ARNt y especificidad de ARS definitivamente tiene un papel que jugar.
