La formación de una cadena de ARNm por una secuencia particular de ADN se denomina transcripción; antes de que termine la transcripción, el ARNm comienza a desprenderse del ADN; finalmente, un extremo de la molécula nueva de ARNm, que ahora es una cadena larga y delgada, se inserta en una estructura pequeña llamada ribosoma, de un modo parecido a la introducción del hilo en una cuenta; al tiempo que el ribosoma se desplaza a lo largo del filamento de ARNm, su extremo se puede insertar en un segundo ribosoma, y así sucesivamente.
Utilizando un microscopio de alta definición y técnicas especiales de tinción, los científicos pueden tomar fotografías de las moléculas de ARNm con sus unidades de ribosomas asociados.
Los ribosomas están formados por una proteína y ARN; el grupo de ribosomas unidos a un ARNm recibe el nombre de polirribosoma o polisoma; como cada ribosoma pasa a lo largo de toda la molécula de ARNm, lee el código, es decir, la secuencia de bases de nucleótidos del ARNm; la lectura, que se denomina traducción, tiene lugar gracias a un tercer tipo de molécula de ARN de transferencia (ARNt), que se origina sobre otro segmento del ADN; sobre un lado de la molécula de ARNt hay un triplete de nucleótidos y al otro lado una región a la que puede unirse un aminoácido específico (con la ayuda de una enzima específica). El triplete de cada ARNt es complementario de una secuencia determinada de tres nucleótidos (el codón) en la cadena de ARNm. Debido a esta complementariedad, el triplete es capaz de reconocer y adherirse al codón. Por ejemplo, la secuencia uracilo-citosina-uracilo (UCU) sobre la cadena de ARNm atrae al triplete adenina-guanina-adenina (AGA) del ARNt; el triplete del ARNt recibe el nombre de anticodón.
Como las moléculas de ARNt se desplazan a lo largo de la cadena de ARNm en los ribosomas, cada uno soporta un aminoácido; la secuencia de codones en el ARNm determina, por tanto, el orden en que los aminoácidos son transportados por el ARNt al ribosoma. En asociación con el ribosoma, se establecen enlaces químicos entre los aminoácidos en una cadena formando un polipéptido. La nueva cadena de polipéptidos se desprende del ribosoma y se repliega con una forma característica determinada por la secuencia de aminoácidos. La forma de un polipéptido y sus propiedades eléctricas, que están también determinadas por la secuencia de aminoácidos, dictarán si el polipéptido permanece aislado o se une a otros polipéptidos, así como qué tipo de función química desempeñará después en el organismo.
En las bacterias y los virus, el cromosoma se encuentra libre en el citoplasma, y el proceso de la traducción puede empezar incluso antes de que el proceso de la transcripción (formación de ARNm) haya concluido; sin embargo, en los organismos más complejos los cromosomas están aislados en el núcleo y los ribosomas sólo se observan en el citoplasma; por esta razón, la traducción del ARNm en una proteína sólo puede producirse después de que el ARNm se ha desprendido del ADN y se ha desplazado fuera del núcleo.