Acidul nucleic și sinteza proteinelor sunt conectate printr-o serie de pași care au loc în celulele biologice. Informația genetică a unui organism viu, care este codificată în acidul său dezoxiribonucleic (ADN), este exprimată prin sinteza proteinelor. Interacțiunile acidului nucleic și sintezei proteinelor pot fi împărțite în două procese: transcripție, în care informația din ADN este transcrisă pe un șablon de acid ribonucleic (ARN) și translație, în care șablonul ARN este utilizat pentru a forma o proteină.
O moleculă de ADN constă din două lanțuri lungi de subunități numite nucleotide, care sunt legate între ele pentru a forma forma caracteristică de dublă helix. Fiecare nucleotidă include o componentă moleculară cunoscută sub numele de nucleobază, dintre care există patru tipuri: adenină (A), guanină (G), citozină (C) și timină (T). În ARN, timina este înlocuită cu uracil (U). Informația genetică a organismului este stocată în modele repetate ale acestor patru baze. Fiecare nucleobază formează o pereche de baze cu o nucleobază complementară pe catena opusă – adenina se leagă cu timină sau uracil, iar guanina se leagă cu citozină.
În timpul transcripției, primul pas în conectarea acidului nucleic și sintezei proteinelor, enzimele împart ADN-ul în cele două catene constitutive ale sale. O moleculă de ARN mesager (ARNm) este apoi asamblată din matrița de ADN expus. MARN-ul este format din enzime care leagă nucleobaze complementare celor din ADN, creând o copie a informațiilor într-un lanț de nucleotide. Acest lanț este apoi eliberat din ADN, formând o moleculă de ARNm monocatenar.
Transcripția are loc în nucleul celulei, dar următorul pas, translația, are loc în citoplasmă – în special, la locul organelelor cunoscute sub numele de ribozomi. MRNA se deplasează la ribozom și este decodificat în seturi de codoni cu trei nucleotide. Fiecare codon din ARNm corespunde unui anticodon complementar purtat de o moleculă de ARN de transfer (ARNt). De exemplu, codonul ARNm cu baze GAU corespunde anticodonului ARNt CUA.
Fiecare moleculă de ARNt constă dintr-un triplet de nucleotide atașat la un aminoacid specific. Pe măsură ce ARNt-urile se leagă de catena de ARNm, aminoacizii pe care îi poartă se leagă împreună, formând un lanț polipeptidic. În cele din urmă, translația este terminată și lanțul polipeptidic este finalizat, formând o proteină.
Transcrierea și traducerea leagă sinteza acidului nucleic și proteinelor în mai multe moduri. Informațiile din ARNm controlează secvența de aminoacizi din lanțul polipeptidic și astfel determină proteina care se formează. MRNA este construit din secvența originală de ADN. TARN, un alt acid nucleic, joacă, de asemenea, un rol important în construirea lanțului polipeptidic. În aceste moduri, acidul nucleic și sinteza proteinelor sunt concepte biologice care sunt strâns legate.