Informasi genetik suatu organisme diekspresikan melalui sistem yang dikenal sebagai kode genetik, di mana kodon messenger ribonucleic acid (mRNA) memainkan peran penting. Kodon MRNA adalah kumpulan nukleotida yang bertindak sebagai cetakan untuk sintesis protein. Template ini dibuat melalui transkripsi dari asam deoksiribonukleat (DNA). MRNA kemudian berinteraksi dengan RNA transfer (tRNA) selama translasi, membentuk rantai polipeptida asam amino. Setiap kodon mRNA terdiri dari tiga basa yang sesuai dengan basa yang cocok pada antikodon tRNA, yang pada gilirannya melekat pada asam amino tertentu.
Untai DNA dan RNA terdiri dari rantai nukleotida yang terhubung satu sama lain melalui pasangan basa komplementer. Empat nukleobasa DNA, yang merupakan komponen kunci dari molekul nukleotida, adalah adenin (A), timin (T), guanin (G), dan sitosin (C). Dalam RNA, urasil (U) menggantikan timin. Adenin berpasangan dengan timin atau urasil, sedangkan guanin berpasangan dengan sitosin.
MRNA adalah template yang dibuat dari DNA melalui proses yang dikenal sebagai transkripsi. Enzim RNA polimerase memecah heliks ganda DNA dan memasangkan untai tunggal DNA dengan basa RNA komplementer. Misalnya, satu set basa DNA yang membaca AATCAG akan membuat set mRNA yang membaca UUAGUC. Untai mRNA kemudian putus untuk diproses lebih lanjut.
Organel yang disebut ribosom adalah tempat translasi, proses di mana mRNA diterjemahkan menjadi protein yang sesuai. Dalam terjemahan, mRNA “dibaca” sebagai serangkaian triplet nukleotida yang dikenal sebagai kodon mRNA. Menggunakan contoh dari paragraf sebelumnya, kodon mRNA yang kita miliki adalah UUA dan GUC. Proses translasi memasangkan masing-masing kodon mRNA ini dengan antikodon tRNA komplementer. UUA akan berpasangan dengan tRNA antikodon AAU, dan GUC akan berpasangan dengan CAG.
Setiap molekul tRNA mengandung situs antikodon, yang mengikat mRNA, dan situs terminal, yang menempel pada asam amino tertentu. Molekul tRNA membawa asam aminonya ke tempat translasi. Saat molekul tRNA berikatan dengan kodon mRNA komplementer, asam amino ini membentuk rantai polipeptida yang sedang tumbuh. Himpunan asam amino dalam rantai polipeptida menentukan struktur dan fungsi protein yang disintesis. Dengan cara ini, informasi DNA asli akhirnya diekspresikan sebagai protein spesifik.
Untuk melanjutkan contoh kita, misalkan kita memiliki kodon mRNA UUA dan GUC. Kode UUA untuk asam amino leusin, dan kode GUC untuk valin, sehingga rantai polipeptida pada titik ini akan terdiri dari leusin diikuti oleh valin. Beberapa kodon mRNA sesuai dengan masing-masing asam amino. Kodon lain yang mengkode leusin, misalnya, adalah UUG.
Beberapa kodon mRNA tidak mengkode asam amino sama sekali, dan malah berfungsi sebagai kodon “berhenti”. Kembar tiga ini menandakan akhir translasi dan mengikat protein yang disebut faktor pelepasan, yang menyebabkan rantai polipeptida dilepaskan. Kodon stop MRNA adalah UGA, UAG, dan UAA. Kodon awal yang sesuai juga ada, yang menandakan dimulainya terjemahan. Kodon awal yang biasa adalah AUG, yang mengkode asam amino metionin.