翻译
氨基酸聚合形成多肽的过程称为转译。
氨基酸的顺序和序列是由mRNA中的碱基序列决定的。氨基酸之间由一种称为肽键的键连接。肽键的形成需要能量。因此，在第一阶段本身，氨基酸在ATP的存在下被激活，并与它们的同源tRNA相连。这个过程通常被称为tRNA充电或更具体地说，tRNA的氨酰化。如果两个这样带电的trna足够靠近，它们之间肽键的形成将在能量上得到促进。催化剂的存在会提高肽键形成的速度。
负责合成蛋白质的细胞工厂是核糖体。核糖体由结构rna和大约80种不同的蛋白质组成。在非活性状态下，它以两个亚基的形式存在;一个大亚基和一个小亚基。当小亚基遇到mRNA时，mRNA转化为蛋白质的过程就开始了。在大亚基中有两个位点，以便后续氨基酸结合，从而彼此足够接近形成肽键。核糖体还作为形成肽键的催化剂(细菌中的23S rRNA是酶-核酶)。
mRNA中的翻译单位是由开始密码子(AUG)和停止密码子以及多肽编码组成的RNA序列。mRNA还有一些未翻译的附加序列，称为未翻译区域(UTR)。utr同时出现在5'端(开始密码子之前)和3'端(停止密码子之后)。它们是高效翻译过程所必需的。
对于起始，核糖体结合到仅由启动器tRNA识别的起始密码子(AUG)的mRNA上。核糖体进入蛋白质合成的延伸阶段。在这一阶段，由与tRNA相连的氨基酸组成的复合物，通过与tRNA反密码子形成互补的碱基对，依次与mRNA中适当的密码子结合。核糖体沿着mRNA从密码子移动到另一个密码子。氨基酸一个一个加入，翻译成由DNA决定的多肽序列，以mRNA表示。最后，释放因子与终止密码子结合，终止翻译并从核糖体释放完整的多肽。
基因表达调控
基因表达调控是一个非常广泛的术语，可能发生在不同的水平。考虑到基因表达导致多肽的形成，它可以在几个水平上进行调控。在真核生物中，这种调控可用于
- 转录水平(初级转录本的形成)，
- 加工水平(拼接规范)，
- mRNA从细胞核到细胞质的转运，
- 转化水平。
细胞中的基因被表达为执行特定的功能或一组功能。例如，如果大肠杆菌合成了一种叫做-半乳糖苷酶的酶，它就被用来催化双糖水解成单糖，这样细菌就可以把双糖作为能量来源。因此，如果细菌周围没有乳糖作为能量来源，它们将不再需要合成酶-半乳糖苷酶。因此，简单来说，调节基因表达的是代谢、生理或环境条件。胚胎向成体的发育和分化也是几组基因表达协调调节的结果。
Lac操纵子
在乳糖操纵子(此处指乳糖)中，一个多顺子结构基因由一个共同的启动子和调控基因调控。
紫胶操纵子由一个调控基因(i基因-这里的i不是指诱导剂，而是来源于抑制剂一词)和三个结构基因(z, y和a)组成。i基因编码紫胶操纵子的阻遏因子。z基因编码β -半乳糖苷酶(ß-gal)，主要负责将双糖、乳糖水解成其单体单位、半乳糖和葡萄糖。y基因编码渗透酶，增加细胞对ß-半乳糖苷的渗透性。a基因编码转乙酰化酶。因此，乳糖操纵子中的三个基因产物都是乳糖代谢所必需的。在大多数其他操纵子中也是如此，操纵子中存在的基因需要一起在相同或相关的代谢途径中发挥作用。
乳糖是半乳糖苷酶的底物，它调节操纵子的开关。因此，它被称为诱导剂。在缺乏葡萄糖等首选碳源的情况下，如果在细菌的生长培养基中提供乳糖，乳糖就会通过渗透酶的作用运输到细胞中。然后乳糖以下列方式诱导操纵子。
操纵子的阻遏子是由i基因合成的。阻遏蛋白结合到操纵子的操作区，并阻止RNA聚合酶转录操纵子。在诱导剂(如乳糖或异己乳糖)的存在下，阻遏物通过与诱导剂的相互作用而失活。这使得RNA聚合酶能够接近启动子并进行转录。