Standardna metoda proizvodnje proteina ili sinteze proteina uključuje dva dijela: transkripciju proteina i translaciju proteina. Transkripcija proteina čini kopiju ribonukleinske kiseline (RNA) gena koji nosi nacrt za stvaranje potrebnog proteina. U prijevodu proteina, RNA se koristi za stvaranje proteina pomoću građevnih blokova aminokiselina. Bakterije, koje su prokarioti, proizvode protein jednostavnijom metodom koja ne uključuje promjene nakon transkripcije ili translacije. Složenije životinje, kao što su ljudi, su eukarioti i vrše modifikacije na RNA i proteinima tijekom proizvodnje proteina.
Transkripcija proteina odvija se u jezgri stanice, gdje se nalazi deoksiribonukleinska kiselina (DNK). DNK je genetski ili nasljedni dio stanice, a geni koje ona sadrži upravljaju proteinima koji se zatim proizvode u stanici. Tijekom transkripcije, DNK gen se koristi za stvaranje glasničke RNA (mRNA), koja je kopija RNA. RNA polimeraza, enzim, vrši transkripciju.
Proces translacije proteina odvija se u citoplazmi stanice, što je sve u stanici izvan jezgre. U prijevodu, kopija mRNA gena koristi se za dodavanje aminokiselina ispravnim redoslijedom za stvaranje proteina. Prijevod koristi strukturu zvanu ribosom za proizvodnju proteina.
mRNA sadrži kodone, od kojih svaki kodira jednu od 20 aminokiselina. Ribosom sadrži mRNA. Prijenosna RNA (tRNA) koristi se za dovođenje nove aminokiseline koja se podudara s izloženim kodonom u mRNA. Zatim se sve mijenja, dostupan je novi kodon, a nova tRNA donosi sljedeću aminokiselinu. To se nastavlja sve dok se ne postigne stop kodon, što ukazuje da je protein u potpunosti proizveden.
Postoji jednako jednostavan način da zapamtite koje metode proizvodnje proteina za što rade. Transkribirati nešto znači kopirati. DNK i RNA su vrlo slične molekule, pa bi uzimanje DNK i pravljenje RNA kopije značilo transkribiranje, pa se ovaj korak naziva transkripcija.
Prevesti znači uzeti jedan jezik i dešifrirati ga na drugi jezik. RNA i proteini su napravljeni od različitih građevnih blokova i stoga su vrlo različite molekule. Postoji univerzalni genetski kod koji se koristi za prevođenje onoga što je u RNA u aminokiselinske građevne blokove proteina, pa se pretvaranje RNA u protein naziva prevođenje.
Eukariotske stanice, koje uključuju većinu životinja, od kvasca do ljudi, vrše modifikacije nakon transkripcije i nakon translacije tijekom proizvodnje proteina. Promjene nakon transkripcije uključuju proces koji se zove spajanje, koji je potreban za stvaranje funkcionalne mRNA molekule. Pre-mRNA transkript sadrži dva dijela, egzone koji su nužni za drugi korak proizvodnje proteina i introne koji nisu potrebni. U spajanju, introni se izrezuju, a egzoni se ponovno spajaju. Tijekom spajanja, egzoni se također mogu preurediti iz jednog gena kako bi se stvorili različiti proteini.
Modifikacije nakon prijevoda uključuju pomoć proteinu u savijanju, kao i pravilno usmjeravanje proteina u stanici. Često protein počinje onim što se naziva signalnim peptidom. Ovaj signalni peptid djeluje kao adresa za usmjeravanje proteina tamo gdje je potreban u stanici, a zatim se obično uklanja nakon što protein dobije svoju oznaku. Većina proteina eukariota ne može se, sama po sebi, savijati u svoje specifične trodimenzionalne oblike. Chaperon proteini zatim pomažu proteinima da se sklope u funkcionalne molekule.