La síntesis de ácido nucleico y proteína se conecta a través de una serie de pasos que ocurren dentro de las células biológicas. La información genética de un organismo vivo, que está codificada en su ácido desoxirribonucleico (ADN), se expresa a través de la síntesis de proteínas. Las interacciones de la síntesis de ácido nucleico y proteína se pueden dividir en dos procesos: transcripción, en la que la información en el ADN se transcribe en una plantilla de ácido ribonucleico (ARN), y traducción, en la que la plantilla de ARN se usa para formar una proteína.
Una molécula de ADN consta de dos largas cadenas de subunidades llamadas nucleótidos, que están unidas entre sí para formar la característica forma de doble hélice. Cada nucleótido incluye un componente molecular conocido como nucleobase, del cual hay cuatro tipos: adenina (A), guanina (G), citosina (C) y timina (T). En el ARN, la timina se reemplaza por uracilo (U). La información genética del organismo se almacena en patrones repetitivos de estas cuatro bases. Cada nucleobase forma un par de bases con una nucleobase complementaria en la cadena opuesta: la adenina se une con timina o uracilo y la guanina se une con citosina.
Durante la transcripción, el primer paso para conectar la síntesis de ácido nucleico y proteína, las enzimas dividen el ADN en sus dos cadenas constituyentes. Luego se ensambla una molécula de ARN mensajero (ARNm) a partir de la plantilla de ADN expuesta. El MRNA está formado por enzimas que unen nucleobases complementarias a las del ADN, creando una copia de la información en una cadena de nucleótidos. Esta cadena se libera del ADN, formando una molécula de ARNm de cadena sencilla.
La transcripción ocurre en el núcleo de la célula, pero el siguiente paso, la traducción, ocurre en el citoplasma, específicamente, en el sitio de los orgánulos conocidos como ribosomas. MRNA se mueve al ribosoma y se decodifica en conjuntos de codones de tres nucleótidos. Cada codón en el ARNm corresponde a un anticodón complementario transportado por una molécula de ARN de transferencia (ARNt). Por ejemplo, el codón de ARNm con bases GAU corresponde al anticodón de ARNt CUA.
Cada molécula de ARNt consiste en el triplete de nucleótidos unido a un aminoácido específico. A medida que los ARNt se unen a la cadena de ARNm, los aminoácidos que transportan se unen, formando una cadena polipeptídica. Finalmente, se termina la traducción y se completa la cadena de polipéptidos, formando una proteína.
La transcripción y la traducción vinculan la síntesis de ácidos nucleicos y proteínas de múltiples maneras. La información en el ARNm controla la secuencia de aminoácidos en la cadena de polipéptidos y, por lo tanto, determina la proteína que se forma. MRNA se construye a partir de la secuencia de ADN original. TRNA, otro ácido nucleico, también juega un papel importante en la construcción de la cadena de polipéptidos. De esta manera, la síntesis de ácidos nucleicos y proteínas son conceptos biológicos que están intrincadamente conectados.