Aminoacizii sunt blocurile de construcție ale proteinelor, macromolecule numite polipeptide care au o varietate de funcții în corpul uman sub formă de hormoni, anticorpi și enzime. Unele proteine sunt structurale, inclusiv ligamentele, părul și unghiile. Biosinteza peptidelor, numită și sinteza proteinelor sau peptidelor, se referă la o succesiune de procese prin care aminoacizii sunt legați prin formarea unei legături chimice numită legătură peptidică, care se dezvoltă în cele din urmă într-o polipeptidă. Odată ce proteina a fost sintetizată, se consideră că gena pentru acel tip special de proteină este exprimată, deoarece fiecare celulă are acid dezoxiribonucleic (ADN), informații genetice necesare pentru fabricarea tuturor proteinelor necesare organismului.
Expresia genelor are de-a face cu efectul pe care ADN-ul îl are asupra fenotipului, reprezentarea biochimică sau fizică a genelor la un individ, cum ar fi culoarea părului sau a ochilor. Produsă de o serie complexă de evenimente, expresia genelor implică utilizarea informațiilor conținute în bazele secvențiale ale ADN-ului pentru a specifica instrucțiunile pentru biosinteza peptidelor. Proteinele produse afectează fenotipul, care pot fi trăsături fizice ușor de observat sau introduse ca modificări chimice subtile. Fluxul de informații trece de la ADN la acidul ribonucleic (ARN) și în final într-o proteină.
Transcripția este prima fază a expresiei genelor, care realizează sinteza moleculei de ARN care este complementară ADN-ului. Sinteza ARN este determinată de șablonul ADN prin împerecherea bazelor, astfel încât A se perechează întotdeauna cu U, iar G se perechiază întotdeauna cu C. A, U, G și C reprezintă bazele nucleotidice adenină, uracil, guanină și, respectiv, citozină . Această etapă are loc în interiorul nucleului celulei și este denumită transcripție deoarece rezolvă problema luării informațiilor ADN și le transcrie într-un alt tip de acid nucleic, ARN mesager (ARNm).
Evenimentul central al biosintezei peptidelor și al doilea pas al expresiei genei este traducerea, un proces în care ARNm este utilizat ca mesaj codificat pentru a direcționa biosinteza peptidei. Apar în citoplasma celulei, translația are loc în mai multe etape: inițiere, alungire și terminare. Informațiile transcrise sunt utilizate pentru a determina secvențierea de aminoacizi a polipeptidei. Se folosește încă un alt tip de acid ribonucleic, denumit ARN transferază (ARNt), necesar pentru mutarea aminoacizilor către ribozomi în ordinea lor codificată. Trei baze nucleotidice consecutive denumite codoni în ARNm determină un tip de aminoacid și se numește cod triplet. Codonii UGA, UAA și UAG sunt doar coduri de terminare. Toți codonii și instrucțiunile împreună cuprind codul genetic.