タンパク質生合成
転写が完了すると、pre-mRNA分子は転写後修飾を受け、成熟mRNA分子になる。
転写後修飾には、次の3つの重要なステップがある。
pre-mRNA分子の5'末端に5'キャップを付加
pre-mRNA分子の3'末端に3'ポリ(A)テールを付加
RNAスプライシングによるイントロンの除去
5'キャップは、pre-mRNA分子の5'末端に付加され、メチル化によって修飾されたグアニンヌクレオチドで構成されている。5'キャップの目的は、翻訳前の成熟mRNA分子の分解を防ぐことである。また、キャップは、リボソームがmRNAに結合して翻訳を開始するのを助け、mRNAを細胞内の他のRNAと区別できるようにする。一方、3'ポリ(A)テールは、mRNA分子の3'末端に付加され、100-200個のアデニン塩基で構成されている。
アンチコドン(相補的な3ヌクレオチドの配列UAC)を持つ正しいtRNAが、リボソームを使用してmRNAに結合する。このtRNAは、mRNAコドンに対応する正しいアミノ酸を送達する。開始コドンの場合、これはアミノ酸メチオニンである。次のコドン(開始コドンに隣接)は、相補的なアンチコドンを持つ正しいtRNAと結合して、次のアミノ酸をリボソームに送達する。さらにリボソームは、そのペプチジルトランスフェラーゼ(英語版)酵素活性を利用して、隣接する2つのアミノ酸の間に共有ペプチド結合の形成を触媒する。
次に、リボソームはmRNA分子に沿って3番目のコドンに移動する。リボソームはその後、最初のtRNA分子を放出する。これは、1つのリボソームが一度にまとめるられるtRNA分子は2つに限られるためである。3番目のコドンに相補的な正しいアンチコドンを持った次のtRNAが選択され、次のアミノ酸がリボソームに送達され、成長するポリペプチド鎖に共有結合される。このプロセスは、リボソームがmRNA分子に沿って移動しながら続き、毎秒最大15個のアミノ酸をポリペプチド鎖に付加する。最初のリボソームの背後には、最大50個のリボソームがmRNA分子に結合してポリソームを形成し、これにより複数の同一ポリペプチド鎖を同時に合成することが可能になる。リボソームがmRNA分子内の終止コドン(UAA、UAG、またはUGA)に遭遇すると、成長中のポリペプチド鎖が終結する。このとき、tRNAは終結を認識することができず、終結因子によって完全なポリペプチド鎖がリボソームから放出される。インド出身の科学者、ハー・ゴビンド・コラナ博士は、約20アミノ酸のRNA配列を解読した。1968年、彼はその業績により、他の2人の科学者とともにノーベル賞を受賞した。