1953 年華生(James D. Watson)和克里克(Francis H. C. Crick)解出 DNA 的雙股螺旋結構後,揭開了生物體建築藍圖的神祕面紗,了解 DNA 是由 4 種去氧核醣核酸(dA、dT、dC、dG,d 代表去氧)排列所構成的聚合物,而不同的排列順序就有如不同的藍圖,造就了不同生物體之間的差異。他們也發現結合在一起的雙股 DNA 間有核苷酸配對的特性(A 對 T、C 對 G),並了解雙股互補的原理。這跨世紀的突破開啟了人們對分子生物學及遺傳學領域的大門。
直到 1980 年,以色列科學家艾達•尤娜斯(Ada E. Yonath)提出生長於極端環境的細菌為了適應環境,它的核醣體應該較生長在一般環境生物的核醣體穩定的概念後,首次成功地由生長於溫泉中的嗜熱桿菌純化出大次單元核醣體(50S),並把它做成結晶。雖然那時的結晶技術還無法得到完美晶體,但成功結晶出如此巨大的核醣體,在當時可說是相當重大的突破。
接下來的十餘年,艾達•尤娜斯教授持續改善結晶技術,使X光繞射圖譜的解析度越來越高,但因X光繞射的「相位角問題」,仍無法正確解析出核醣體結構的原子模型。這個難題一直到 1998 年,美國一位科學家托瑪斯•史泰茲(Thomaz A. Steitz)利用由電子顯微鏡專家約阿希姆•富蘭克(Joachim Frank)所拍攝核醣體在晶體中低解析度的影像和方位,結合X光晶體繞射的資料才得以解決。
當轉譯作用開始時,起始 tRNA 會和起始密碼(AUG)先在 P 位結合,第 2 個 tRNA 則會在 A 位和第 2 組密碼子配對,當配對正確後,核醣體會催化 P 位的 tRNA,把它的胺基酸轉移到A位的胺基酸上。這時 P 位的 tRNA 變成沒有攜帶胺基酸的 tRNA,A 位的 tRNA 上則含有以肽鍵連接的兩個胺基酸。
完成胺基酸轉移後,核醣體會往右移 3 個核苷酸的位置,來讀下一組密碼子。因此原本在 P 位的 tRNA 移到 E 位,原本在 A 位的 tRNA 來到 P 位。空出來的 A 位就可和相對的 tRNA 配對,進行下次的胺基酸轉移,並延長胺基酸鏈。在 E 位的 tRNA 則會離開核醣體,由氨醯 tRNA 合成酶再次攜帶相對的胺基酸進行下次的反應。
因為生物體內並無終止密碼相對的 tRNA,所以當 A 位讀到中止密碼時,釋放因子(release factors)會接上 A 位,水解在 P 位上的胺基酸鏈,完成蛋白質合成。