Die Schritte der Proteinsynthese, der Prozess, durch den genetische Information in Proteine umgewandelt wird, sind Transkription, Translation und in einigen Fällen posttranslationale Modifikation und Proteinfaltung. Proteine sind funktionelle biologische Einheiten, die aus gefalteten biochemischen Ketten bestehen, die an fast jedem chemischen Prozess im Körper beteiligt sind, einschließlich Immunantwort, Verdauung und Zellwachstum. Sie spielen auch in vielen Organismen eine strukturelle Rolle und sind für die Aufrechterhaltung der Form und Position vieler Zellen, Gewebe und Organe verantwortlich. Unterschiedliche Proteine müssen im richtigen Verhältnis zum richtigen Zeitpunkt produziert werden, daher ist es wichtig, dass die Schritte zu ihrer Synthese koordiniert und präzise ablaufen.
Die Transkription ist der erste der wichtigsten Schritte bei der Herstellung von Proteinen. Bei der Transkription wird genetische Information in Form von doppelsträngiger Desoxyribonukleinsäure oder DNA von einer Gruppe von Proteinen „gelesen“, die ein einzelsträngiges Ribonukleinsäure- oder RNA-Transkript erzeugen. Proteine beginnen und beenden den Transkriptionsprozess an bestimmten Punkten auf einem DNA-Strang, basierend auf der im Strang kodierten genetischen Information. Die spezifischen Start- und Stopppunkte bestimmen die Identität des später produzierten Proteins. Der DNA-Strang bleibt bei der Transkription erhalten, sodass viele RNA-Transkripte aus einem einzigen DNA-Strang hergestellt werden können.
Der nächste der Hauptschritte der Proteinsynthese wird als Translation bezeichnet, bei der das Protein selbst produziert wird; die anderen Schritte beinhalten entweder die Herstellung des Transkripts, das Informationen für das Protein enthält, oder das Modifizieren des Proteins, nachdem es produziert wurde. Bei der Translation ist das RNA-Transkript von Ribosomen oder der „Proteinfabrik“ umgeben, die die genetische Information auf dem Transkript „liest“, um eine Polypeptidkette zu produzieren. Diese Kette ist vor der Faltung einfach eine Kette von Aminosäuren. Entweder spontan oder mit Hilfe anderer Proteine faltet sich die Aminosäurekette später und nimmt die dreidimensionale Struktur an, aus der sich die Funktionen der Proteine ableiten.
Obwohl das Protein in Translation hergestellt wird, sind manchmal weitere Schritte zur Proteinsynthese notwendig, die sicherstellen, dass das Protein für seinen späteren Zweck gut geeignet ist. Die Proteinfaltung ist beispielsweise im Allgemeinen erst nach Abschluss der Translation abgeschlossen. Darüber hinaus führen in einigen Fällen andere Proteine chemische Modifikationen an der neu hergestellten Einheit durch. Diese Veränderungen neigen dazu, die dreidimensionale Struktur des Proteins zu verändern, wodurch seine Funktion verändert wird. Auch andere Formen der posttranslationalen Modifikation können das neu produzierte Protein reversibel aktivieren oder deaktivieren.