Metode standar produksi protein atau sintesis protein mencakup dua bagian: transkripsi protein dan translasi protein. Transkripsi protein membuat salinan asam ribonukleat (RNA) dari gen yang membawa cetak biru untuk membuat protein yang dibutuhkan. Dalam translasi protein, RNA digunakan untuk membuat protein menggunakan bahan penyusun asam amino. Bakteri, yang merupakan prokariota, menghasilkan protein dengan metode yang lebih sederhana yang tidak melibatkan perubahan pasca-transkripsi atau pasca-translasi. Hewan yang lebih kompleks, seperti manusia, adalah eukariota dan membuat modifikasi RNA dan protein selama produksi protein.
Transkripsi protein terjadi di inti sel, di mana asam deoksiribonukleat (DNA) terkandung. DNA adalah bagian genetik atau keturunan dari sel, dan gen yang dikandungnya memerintahkan protein yang kemudian diproduksi di dalam sel. Selama transkripsi, gen DNA digunakan untuk membuat messenger RNA (mRNA), yang merupakan salinan RNA. RNA polimerase, suatu enzim, melakukan transkripsi.
Proses translasi protein dilakukan di dalam sitoplasma sel, yaitu segala sesuatu yang ada di dalam sel di luar nukleus. Dalam terjemahan, salinan mRNA gen digunakan untuk menambahkan asam amino dalam urutan yang benar untuk membuat protein. Terjemahan menggunakan struktur yang disebut ribosom untuk menghasilkan protein.
mRNA mengandung kodon, yang masing-masing mengkode salah satu dari 20 asam amino. Ribosom mengapit mRNA. Transfer RNA (tRNA) digunakan untuk membawa asam amino baru yang cocok dengan kodon yang terpapar di mRNA. Kemudian, semuanya bergeser, kodon baru tersedia, dan tRNA baru membawa asam amino berikutnya. Ini berlanjut sampai kodon stop tercapai, yang menunjukkan bahwa protein benar-benar diproduksi.
Ada cara mudah bagi seseorang untuk mengingat metode produksi protein mana yang melakukan apa. Mentranskripsikan sesuatu berarti menyalinnya. DNA dan RNA adalah molekul yang sangat mirip, jadi untuk mengambil DNA dan membuat salinan RNA sama dengan menyalin, jadi langkah ini disebut transkripsi.
Menerjemahkan berarti mengambil satu bahasa dan menguraikannya ke dalam bahasa lain. RNA dan protein dibuat dengan blok bangunan yang berbeda dan dengan demikian merupakan molekul yang sangat berbeda. Ada kode genetik universal yang digunakan untuk menerjemahkan apa yang ada di RNA menjadi asam amino penyusun protein, jadi mengubah RNA menjadi protein disebut translasi.
Sel eukariota, yang mencakup sebagian besar hewan dari ragi hingga manusia, membuat modifikasi pasca-transkripsi dan pasca-translasi selama produksi protein. Perubahan pasca-transkripsi melibatkan proses yang disebut splicing, yang diperlukan untuk membuat molekul mRNA fungsional. Transkrip pra-mRNA berisi dua bagian, ekson yang diperlukan untuk langkah kedua produksi protein dan intron yang tidak diperlukan. Dalam penyambungan, intron dipotong, dan ekson digabungkan kembali. Selama penyambungan, ekson juga dapat diatur ulang dari satu gen untuk membuat protein yang berbeda.
Modifikasi pasca-translasi melibatkan membantu lipatan protein serta mengarahkan protein dengan benar di dalam sel. Seringkali, protein dimulai dengan apa yang disebut peptida sinyal. Peptida sinyal ini bertindak seperti alamat untuk mengarahkan protein ke tempat yang dibutuhkan dalam sel dan kemudian biasanya dihapus setelah protein mencapai penunjukannya. Sebagian besar protein eukariota tidak dapat, dengan sendirinya, melipat ke dalam bentuk tiga dimensi spesifiknya. Protein pendamping kemudian membantu protein melipat menjadi molekul fungsional.