Трансляция - передача или перевод информации, заключенной в последовательности нуклеотидов молекулы м-РНК в последовательность аминокислот полипептидной цепи.

Транспортные РНК имеют вид клеверного листа (тройчатый сложный лист), на черешке листа - акцепторный участок, содержащий семь пар оснований, имеется и одноцепочечный участок, который заканчивается последовательностью ЦЦА у всех т-РНК (а всего т-РНК в клетке более 60 видов, в связи с вырожденностью генетического кода), со свободной ОН - группой, к этому концу присоединяется транспортируемая аминокислота. Противоположный участок акцепторому черешку листа содержит в центре петли антикодон. Анти-кодон - это три нуклеотида, комплементарные кодону м-РНК, который шифрует аминокислоту, доставляемую т-РНК к месту синтеза белка. Таким образом, с помощью системы т-РНК язык нуклеотидной последовательности м-РНК транслируется в язык аминокислотной последовательности пептида.

Биосинтез белка происходит на полирибосомах. Информационная матричная-РНК проходит по борозде (желобок) между двумя субчастицами рибосом. Полирибосома представляет собой м-РНК о нанизанными на нее рибосомами. Рибосомы про- и эукариот очень сходны по структуре и функциям. Они состоят из 2-х субчастиц большой и малой. У эукариот малая субчастица образована одной молекулой р-РНК и 33 молекулами разных белков. Большая субчастица объединяет три молекулы р-РНК и около 40 белков. Прокариотические рибо­сомы и рибосомы митохондрий и пластид содержат меньше компонентов.

Рибосомы формируются в ядрышке ядра, но обе субчастицы соединяются при участии катионов Мg⁺⁺ только во время синтеза белка.

В рибосомах имеются две бороздки, в одной из них располагается м-РНК, в другой удерживается растущая полипептидная цепь. Кроме того, в рибосомах выделяют два участка, связывающих т-РНК: 1) А - участок аминоацильный, где размещается аминоацил - т-РНК, несущая определенную аминокислоту; 2) П -участок пептидильный, в котором происходит сборка аминокислот, соединен­ных пептидными связями.

Через одну рибосому в данный момент проходит сегмент м-РНК протяженностью 30 или более нуклеотидов, но считываются только два триплета двумя т-РНК, расположенными рядом с м-РНК. В ходе трансляции можно выделить три фазы: 1) инициация (начало синтеза пептида); 2) элонгация (наращивание полипептидной цепи; 3) терминация (завершение синтеза пептида), для инициации трансляции нужен иницирующий кодон-АУГ, несущий информацию об аминокислоте - метионин.

Соответственно антикодон т-РНК, несущий метионин к рибосоме, должен представлять собой УАЦ.

Антикодон инициаторный т-РНК (УАЦ) позволяет малой субчастице присоединиться к старт-кодону АУГ м-РНК, после чего происходит соединение большой и малой субчастиц и формируется функциональная рибосома. Затем молекула инициаторной т-РНК и связанный с ней метионин оказывается в П-пептидильном участке рибосомы. В А-участок рибосомы входит следующий кодон м-РНК (например УУУ). За счет комплементарного спаривания нуклеотидов кодона м-РНК - УУУ и антикодона т-РНК - ААА, аминокислота фенилаланин попадает в А-участок.

Таким образом, узнавание комплементарности кода м-РНК антикодону т-РНК происходит через малую субчастицу в ее А-участке. Посредством специального фермента, находящегося в рибосоме, карбоксильная группа метионина (-СООН) присоединяется к аминогруппе фенилаланина (-NН₂) и образуется дипептид метионин (СО-NH-) фенилаланин, связанный с т-РНК фенилаланина. Затем кодон УУУ м-РНК переходит в П-участок, а А-участок освобождается для следующего кодона, рибосома прерывисто передвигается по м-РНК, т.е. делает один шаг после встраивания аминокислоты с т-РНК в полипептидную цепь (либо скользит прерывисто сама м-РНК). В освобожденный А-участок поступает следующий кодон, например ГУГ, несущий информацию об аминокислоте валин.

Снова происходит спаривание кодона ГУГ м-РНК с антикодоном т-РНК -ЦАЦ, т.е. их комплементарное взаимодействие, в случае комплементарности между фенилаланином и валином образуется пептидная связь, фенилаланин теряет связь со своей т-РНК, образуется трипептид с т-РНК валина, а рибосома делает прерывистый следующий шаг, соответствующий одному кодону. Теперь следующий кодон м-РНК приходит в контакт с А-участком рибосомы, где он будет «опознан» специфически антикодоном т-РНК, с соответствующей здесь аминокислотой, таким образом считывается триплет за триплетом, т.е. происходит удлинение пептида, фаза элонгации. Она включает в себя реакции от момента образования первой пептидной связи до присоединения последней аминокислоты.

Фаза терминации, или завершения синтеза полипептида прекращается когда в А-участок рибосомы входит один из стоп-кодонов (УАА, УАГ), или УГА, как указывалось выше, к ним нет т-РНК. Особый белковый фактор освобождения связывается со стоп-кодоном, попавшим в А-участок рибосомы. При этом к последней аминокислоте в пептидной цепи присоединяется вода, и ее карбоксильный конец отделяется от т-РНК.

В результате завершения пептидная цепь теряет связь с рибосомой, которая распадается на две субчастицы. Таким образом, на рибосоме синтезируется первичная структура белковой молекулы, обусловленная пептидной или ковалентной взаимосвязью между аминокислотами. Для включения одной аминокислоты в полипептидную цепь необходимо 3 молекулы АТФ. Сборка пептидной цепи у бактерий осуществляется с большой скоростью, зависящей от температуры: при 37°С она выражается в добавлении к полипептиду от 12 до 17 аминокислот в 1 секунду, у эукариот эта скорость ниже и выражается в добавлении двух аминокислот в 1 секунду.