Proteintranslation ist der Prozess, bei dem ein Protein aus einem Ribonukleinsäure (RNA)-Vorlagencode erzeugt wird. Der RNA-Strang, der die Reihenfolge der Aminosäuresequenz des Proteins enthält, bindet an ein spezielles Zellorganell, das Ribosom genannt wird. Dieses Ribosom wandert den RNA-Strang hinunter, liest den Code und synthetisiert das Protein, indem es jeweils eine Aminosäure hinzufügt. Nach der Fertigstellung löst sich das Ribosom von der RNA und die RNA wird entweder von der Zelle abgebaut oder erneut verwendet, um ein anderes Protein herzustellen. Das neu synthetisierte Protein muss dann gefaltet werden, um seine native Struktur oder natürliche dreidimensionale Form zu erreichen.
Nach dem Transkriptionsprozess, bei dem der RNA-Strang aus einer Vorlage der Desoxyribonukleinsäure (DNA) entsteht, ist die Proteintranslation der letzte Hauptschritt der Proteinbiosynthese. Der kürzlich entstandene RNA-Strang verlässt den Zellkern und wandert entweder in das Zytosol, den Hauptinnenraum der Zelle, oder in das endoplasmatische Retikulum (ER), ein weiteres Kompartiment der Zelle, in dem die Proteintranslation stattfindet. An beiden Stellen befinden sich sowohl Ribosomen als auch freie Aminosäuren für die Proteinbiosynthese. Im ER sind die Ribosomen an der Oberfläche der Organellenmembran befestigt, während im Zytosol die Ribosomen frei sind.
Nachdem das Ribosom an die RNA bindet, wird die Phase der Proteinaktivierung gestartet. Während dieser Phase bindet die große Untereinheit des Ribosoms kovalent an den RNA-Strang. Als nächstes binden kleine Proteine, sogenannte Initiationsfaktoren, ebenfalls an das Ribosom, wodurch seine kleine Untereinheit an die RNA binden und die Protein-Initiationsphase beginnen kann. Der Komplex ist nun bereit, mit dem Aufbau des Proteins zu beginnen.
Jedes der drei Nukleotide auf dem RNA-Strang kodiert für eine bestimmte Aminosäure, und das Protein wird in der Reihenfolge der im RNA-Code aufgelisteten Aminosäuren gebildet. Das Ribosom enthält die RNA, wobei drei Nukleotide an ein anderes Molekül namens Transfer-RNA (tRNA) binden, das eine Art RNA-Molekül ist, das ebenfalls an eine Aminosäure gebunden ist. Sobald die tRNA gebunden ist, überträgt sie ihre Aminosäure auf das wachsende Protein und verlässt den Komplex, während das Ribosom den RNA-Strang hinunter zur nächsten Gruppe von drei Nukleotiden wandert. Diese Phase der Proteintranslation wird als Proteinelongation bezeichnet, da das Protein während dieser Phase an Länge zunimmt.
Die Proteintermination ist der Endschritt der Proteintranslation. Während dieser Phase erreicht das Ribosom den terminalen RNA-Nukleotidcode, der als Stoppcodon bekannt ist. Hier bindet ein Protein, das als Freisetzungsfaktor bezeichnet wird, an den Komplex und befreit das Ribosom, den RNA-Strang und das neu geschaffene Proteinmolekül.