Etapele sintezei proteinelor, procesul prin care informația genetică este convertită în proteine, sunt transcripția, traducerea și, în unele cazuri, modificarea posttranslațională și plierea proteinelor. Proteinele sunt unități biologice funcționale compuse din lanțuri biochimice pliate care sunt implicate în aproape fiecare proces chimic care are loc în organism, inclusiv răspunsul imun, digestia și creșterea celulelor. Ele joacă, de asemenea, un rol structural în multe organisme și sunt responsabile pentru menținerea formelor și pozițiilor multor celule, țesuturi și organe. Diferite proteine trebuie să fie produse în proporții corecte cu sincronizare corectă, așa că este important ca pașii pentru sintetizarea lor să se desfășoare într-o manieră coordonată și precisă.
Transcripția este primul dintre pașii majori în producerea proteinelor. În transcripție, informațiile genetice sub formă de acid dezoxiribonucleic dublu catenar sau ADN sunt „citite” de un grup de proteine care creează o transcriere a acidului ribonucleic monocatenar sau ARN. Proteinele încep și termină procesul de transcripție în anumite puncte de pe o catenă de ADN pe baza informațiilor genetice codificate în catena. Punctele de start și oprire specifice determină identitatea proteinei care va fi produsă ulterior. Catena de ADN este păstrată în transcripție, astfel încât multe transcrieri de ARN pot fi produse dintr-o singură catenă de ADN.
Următorii pași majori ai sintezei proteinelor se numesc translație, adică atunci când proteina în sine este produsă; ceilalți pași implică fie producerea transcriptului care conține informații pentru proteină, fie modificarea proteinei după ce este produsă. În traducere, transcriptul ARN este înconjurat de ribozom sau „fabrica de proteine” care „citește” informațiile genetice de pe transcript pentru a produce un lanț polipeptidic. Acest lanț, înainte de pliere, este pur și simplu un șir de aminoacizi. Fie spontan, fie cu ajutorul altor proteine, lanțul de aminoacizi se pliază ulterior și preia structura tridimensională din care derivă funcțiile proteinelor.
Deși proteina este produsă prin traducere, uneori există pași suplimentari necesari pentru sinteza proteinelor care asigură că proteina este bine potrivită pentru scopul său eventual. Plierea proteinelor, de exemplu, nu este în general finalizată decât după ce traducerea este completă. În plus, în unele cazuri, alte proteine efectuează modificări chimice asupra unității nou-produse. Aceste modificări tind să modifice structura tridimensională a proteinei, modificându-i astfel funcția. Alte forme de modificare posttranslațională pot, de asemenea, să activeze sau să dezactiveze în mod reversibil proteina nou produsă.