A síntese de ácidos nucléicos e proteínas está conectada através de uma série de etapas que ocorrem nas células biológicas. A informação genética de um organismo vivo, que é codificada em seu ácido desoxirribonucleico (DNA), é expressa através da síntese de proteínas. As interações da síntese de ácidos nucleicos e proteínas podem ser divididas em dois processos: transcrição, na qual a informação no DNA é transcrita em um modelo de ácido ribonucleico (RNA) e tradução, na qual o modelo de RNA é usado para formar uma proteína.
Uma molécula de DNA consiste em duas longas cadeias de subunidades chamadas nucleotídeos, que são ligadas entre si para formar a característica característica de dupla hélice. Cada nucleotídeo inclui um componente molecular conhecido como nucleobase, dos quais existem quatro tipos: adenina (A), guanina (G), citosina (C) e timina (T). No RNA, a timina é substituída pelo uracil (U). A informação genética do organismo é armazenada em padrões repetidos dessas quatro bases. Cada nucleobase forma um par de bases com uma nucleobase complementar na cadeia oposta – a adenina se liga à timina ou uracil e a guanina se liga à citosina.
Durante a transcrição, o primeiro passo para conectar a síntese de ácidos nucleicos e proteínas, as enzimas dividem o DNA em seus dois filamentos constituintes. Uma molécula de RNA mensageiro (mRNA) é então montada a partir do modelo de DNA exposto. O MRNA é formado por enzimas que ligam nucleobases complementares às do DNA, criando uma cópia da informação em uma cadeia de nucleotídeos. Essa cadeia é então liberada do DNA, formando uma molécula de mRNA de fita simples.
A transcrição ocorre no núcleo da célula, mas o próximo passo, a tradução, ocorre no citoplasma – especificamente, no local das organelas conhecidas como ribossomos. O MRNA se move para o ribossomo e é decodificado em conjuntos de códons de três nucleotídeos. Cada códon no mRNA corresponde a um anticódon complementar transportado por uma molécula de RNA de transferência (tRNA). Por exemplo, o códon de mRNA com bases GAU corresponde ao anticodon de tRNA CUA.
Cada molécula de tRNA consiste no tripleto de nucleotídeos ligado a um aminoácido específico. À medida que os tRNAs se ligam à cadeia de mRNA, os aminoácidos que eles carregam se ligam, formando uma cadeia polipeptídica. Eventualmente, a tradução é encerrada e a cadeia polipeptídica é concluída, formando uma proteína.
A transcrição e tradução ligam a síntese de ácidos nucleicos e proteínas de várias maneiras. A informação no mRNA controla a sequência de aminoácidos na cadeia polipeptídica e, portanto, determina a proteína que está sendo formada. O MRNA é construído a partir da sequência de DNA original. O TRNA, outro ácido nucleico, também desempenha um papel importante na construção da cadeia polipeptídica. Desse modo, a síntese de ácidos nucléicos e proteínas são conceitos biológicos intrinsecamente conectados.