Standardmetoden för proteinproduktion eller proteinsyntes inkluderar två delar: proteintranskription och proteintranslation. Proteintranskription gör en kopia av ribonukleinsyra (RNA) av en gen som bär ritningen för att göra det nödvändiga proteinet. Vid proteinöversättning används RNA:t för att göra ett protein med hjälp av aminosyrabyggstenar. Bakterier, som är prokaryoter, producerar protein med en enklare metod som inte innebär några förändringar efter transkription eller post-translation. Mer komplexa djur, som människor, är eukaryoter och gör modifieringar av RNA och proteiner under proteinproduktion.
Proteintranskription sker i cellkärnan, där deoxiribonukleinsyran (DNA) finns. DNA är den genetiska eller ärftliga delen av en cell, och generna som den innehåller styr de proteiner som sedan produceras i cellen. Under transkriptionen används en DNA-gen för att göra budbärar-RNA (mRNA), som är en RNA-kopia. RNA-polymeras, ett enzym, gör transkriptionen.
Processen för proteintranslation utförs i cellens cytoplasma, som är allt i cellen utanför kärnan. Vid översättning används mRNA-kopian av en gen för att lägga till aminosyror i rätt ordning för att göra proteinet. Translation använder en struktur som kallas en ribosom för att producera proteiner.
mRNA:t innehåller kodon, som var och en kodar för en av de 20 aminosyrorna. Ribosomen lägger ihop mRNA:t. Transfer-RNA (tRNA) används för att ta in en ny aminosyra som matchar det exponerade kodonet i mRNA. Sedan skiftar allt, ett nytt kodon är tillgängligt och ett nytt tRNA för in nästa aminosyra. Detta fortsätter tills ett stoppkodon uppnås, vilket indikerar att proteinet är helt producerat.
Det finns ett lika enkelt sätt för en att komma ihåg vilka metoder för proteinproduktion som gör vad. Att transkribera något är att kopiera det. DNA och RNA är väldigt lika molekyler, så att ta DNA och göra en RNA-kopia skulle vara att transkribera, så det här steget kallas transkription.
Att översätta är att ta ett språk och dechiffrera det till ett annat språk. RNA och proteiner tillverkas med olika byggstenar och är därför väldigt olika molekyler. Det finns en universell genetisk kod som används för att översätta det som finns i RNA:t till aminosyrabyggstenarna i ett protein, så att omvandla RNA till protein kallas translation.
Eukaryota celler, som inkluderar de flesta djur från jäst till människor, gör både post-transkription och post-translation modifieringar under proteinproduktion. Post-transkriptionsförändringar involverar en process som kallas splitsning, som behövs för att göra en funktionell mRNA-molekyl. Ett pre-mRNA-transkript innehåller två delar, exoner som är nödvändiga för det andra steget av proteinproduktion och introner som inte behövs. Vid skarvning skärs intronerna ut och exonerna sammanfogas igen. Under splitsning kan exoner också omarrangeras från en gen för att skapa olika proteiner.
Post-translationsmodifieringar involverar att hjälpa proteinet att vikas såväl som att rikta proteinet i cellen på rätt sätt. Ofta börjar ett protein med vad som kallas en signalpeptid. Denna signalpeptid fungerar som en adress för att rikta proteinet dit det behövs i cellen och tas sedan vanligtvis bort efter att proteinet har nått sin beteckning. De flesta eukaryota proteiner kan inte, på egen hand, vikas till sina specifika tredimensionella former. Chaperonproteiner hjälper sedan proteiner att vikas till funktionella molekyler.