Translacija je proces kojim se poruka zapisana u mRNK dekodira u protein. Za razliku od transkripcije, koja je "1:1 kopiranje" (jedan DNK nukleotid daje jedan RNK nukleotid), translacija je "3:1 dekodiranje": tri mRNK nukleotida odgovaraju tačno jednoj aminokiselini u proteinu. Proces je sistematičan i kolinearan - nukleotidi 1-3 na mRNK daju prvu aminokiselinu proteina, nukleotidi 4-6 drugu, i tako redom, bez preskakanja.

Genetski kod. Trojka nukleotida koja kodira jednu aminokiselinu zove se kodon. Postoji 64 mogućih kodona (4×4×4), što je više nego dovoljno za 20 aminokiselina - da je kod dubletni (dva nukleotida), postojalo bi samo 16 kombinacija, premalo. Od 64 kodona, 61 kodira po jednu od 20 aminokiselina, a preostala 3 (UAA, UAG, UGA) ne kodiraju nijednu aminokiselinu, već označavaju kraj proteina - zovu se stop (besmisleni) kodoni. Poseban je kodon AUG: pored toga što kodira aminokiselinu metionin, on je i start kodon koji obilježava početak svakog proteina i time postavlja okvir čitanja (reading frame) za sve kodone koji slijede.

Pošto ima više kodona (61) nego aminokiselina (20), većina aminokiselina je kodirana sa više od jednog kodona - kod je degenerisan (redundantan). Kodoni koji kodiraju istu aminokiselinu se tipično razlikuju samo u jednom nukleotidu, a aminokiseline sa hemijski sličnim osobinama često imaju slične kodone. Zahvaljujući tome, greška (mutacija) na jednom nukleotidu često ili uopšte ne promijeni aminokiselinu, ili je zamijeni sličnom - protein rijetko potpuno otkaže zbog samo jedne pogrešne baze.

Da je kodon zaista trojka, a ne dvojka ili neka druga dužina, eksperimentalno su 1960-ih pokazali Fransis Krik i Sidni Brener: hemijskim mutagenom su u gen virusa umetali po jedan, dva ili tri nukleotida. Umetanje jednog ili dva nukleotida je potpuno uništilo sintezu proteina, jer je pomjerilo okvir čitanja za sve naredne kodone - svaka trojka poslije mjesta umetanja se čita pogrešno. Umetanje tri nukleotida je, nasuprot tome, dalo funkcionalan protein sa samo jednom dodatnom aminokiselinom - ostatak okvira čitanja je ostao netaknut jer je umetnuta tačno jedna cijela trojka.

Genetski kod je, uz rijetke izuzetke (npr. kod mitohondrija se nekoliko kodona čita drugačije), univerzalan - praktično svi organizmi na Zemlji koriste isti kod. Ta univerzalnost je jak dokaz da svi oblici života dijele zajedničko porijeklo: kad bi se prečišćena mRNK za konjski globinski protein ubacila u ćeliju lale (tulipana), ta ćelija bi ipak sintetisala tačno taj konjski protein.

Ribozom - mjesto translacije. Translacija se odvija na ribozomu, kompleksnoj strukturi sagrađenoj od rRNK i mnogo proteina. Kod prokariota se ribozomi nalaze u citoplazmi; kod eukariota i u citoplazmi i na grubom endoplazmatičnom retikulumu. Ribozom se sastoji od male i velike podjedinice koje se spajaju samo tokom translacije, a inače postoje odvojeno. Kod bakterija (npr. E. coli) mala podjedinica je označena kao 30S, velika kao 50S, a spojene zajedno daju 70S ribozom; kod sisara mala podjedinica je 40S, velika 60S, spojene daju 80S. Ove brojke (Svedbergove jedinice) mjere brzinu sedimentacije, ne masu, pa se ne sabiraju aritmetički - 30+50 ne daje 80, nego 70. Mala podjedinica vezuje mRNK, dok velika sekvencijalno vezuje tRNK.

tRNK kao adaptor. tRNK je molekula koja fizički povezuje jezik nukleotida sa jezikom aminokiselina: jedan njen kraj (antikodon) se komplementarno uparuje sa kodonom na mRNK, dok drugi kraj nosi tačno onu aminokiselinu koju taj kodon označava. Na primjer, kodon CUA na mRNK uparuje se sa tRNK čiji je antikodon GAU, a ta ista tRNK nosi aminokiselinu leucin. Prije nego što tRNK uopšte stigne do ribozoma, mora biti "napunjena" ispravnom aminokiselinom - to obavlja enzim aminoacil-tRNK sintetaza, kojeg postoji barem jedan tip za svaku od 20 aminokiselina. Sintetaza najprije aktivira aminokiselinu trošeći ATP, a zatim je prenosi na odgovarajuću tRNK. Dakle, izbor aminokiseline se dešava mnogo prije nego što tRNK stigne do ribozoma - ribozom i mRNK ne "biraju" aminokiselinu u tom trenutku, oni samo određuju koja već napunjena tRNK dolazi na red.

Inicijacija. Kod bakterija se mala (30S) ribozomska podjedinica prvo veže za mRNK zahvaljujući kratkoj sekvenci uzvodno od start kodona (Shine-Dalgarno sekvenca), koja se uparuje sa rRNK i tako postavlja podjedinicu tačno na pravo mjesto. Posebna inicijatorska tRNK zatim prepoznaje AUG start kodon i unosi prvu aminokiselinu. Kod eukariota nema te uzvodne sekvence - umjesto toga, inicijacioni kompleks prepoznaje 5' kapu na mRNK (istu kapu koja je dodata tokom obrade RNK, vidi Transkripcija) i zatim "klizi" duž mRNK u smjeru 5'→3' tražeći prvi AUG u odgovarajućem sekvencijalnom kontekstu. Tek kad je start kodon pronađen, velika ribozomska podjedinica se pridružuje i inicijacija je završena.

Elongacija. Ribozom ima tri unutrašnja mjesta kroz koja tRNK prolaze redom: A (aminoacil) mjesto prima dolazeću, napunjenu tRNK; P (peptidil) mjesto drži tRNK čija je aminokiselina već povezana sa rastućim proteinskim lancem; E (izlazno) mjesto oslobađa praznu tRNK da se ponovo napuni. Sa svakim korakom ribozom se pomjeri tačno za jedan kodon (tri nukleotida) - energiju za taj pomak obezbjeđuje faktor elongacije koji hidrolizuje GTP. Peptidnu vezu između aminokiseline u A mjestu i lanca u P mjestu katalizuje peptidil transferaza - enzim ugrađen u veliku podjedinicu koji je sagrađen od RNK, ne od proteina. Sama mRNK je ta koja obezbjeđuje specifičnost cijelog procesa: da nje nema, ribozom bi vezivao tRNK nasumično, bez ikakve veze sa traženom sekvencom proteina.

Terminacija. Kad se u A mjestu pojavi jedan od tri stop kodona (UAA, UAG ili UGA), tu sekvencu ne prepoznaje nijedna tRNK, već poseban protein - faktor oslobađanja (release factor). On navodi peptidil transferazu da na kraj proteina doda molekulu vode umjesto nove aminokiseline, čime se gotov protein odvaja od posljednje tRNK i oslobađa. Dvije ribozomske podjedinice se zatim razdvajaju i skoro odmah uključuju u novi ciklus translacije na drugoj mRNK.

Jednu te istu mRNK molekulu obično istovremeno prevodi više ribozoma odjednom, svaki u različitoj fazi istog procesa - takva zajednička struktura zove se polizom (poliribozom). Nakon translacije, novosintetisani protein se savija u svoj konačan trodimenzionalni oblik (kod nekih proteina uz pomoć posebnih proteina-pomoćnika, šaperona), a poneki nose i kratku signalnu sekvencu koja im služi kao "adresa" do tačnog dijela ćelije u koji treba da stignu.