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  將氨基酸聚合就可以得到蛋白質。氨基酸合成是一系列的生物化學過程(代謝途徑)將從葡萄糖等建立氨基酸。並非所有氨基酸都可以生物合成,例如成人的全部20中氨基酸中,就有8種(數目有爭議)氨基酸是人體無法自身合成的,需要從食物中攝取,為必需氨基酸。氨基酸會被運送至轉運RNA(tRNA)用在翻譯的過程。

  轉錄是由基因組產生含有蛋白質序列的信使RNA(mRNA)模板,以進行翻譯。只需要脫氧核糖核酸(DNA)雙螺旋的其中一條鏈就能進行轉錄,此鏈稱為模板鏈。轉錄可以分為3個階段:起始,延伸和終止,每個階段由大量蛋白質調節,例如轉錄因子和共啟用因子,確保正確的基因被轉錄。  轉錄的第一個產物在原核細胞中與真核細胞不同,因為在原核細胞中第一個產物是信使RNA(mRNA),其不需要轉錄後修飾,而在真核細胞中,第一個產物被稱為初級轉錄物,需要後 轉錄修飾(用7-甲基鳥苷加帽,用聚A尾加尾)得到hnRNA(異源核RNA)。 然後hnRNA通過剪接體經歷內含子(基因的非編碼部分)的剪接以產生最終信使RNA(mRNA)。

  在轉譯的過程中,先前從DNA被轉錄的mRNA會被特別的細胞結構解碼以製造蛋白質,這個特別的細胞結構稱為核糖體。蛋白質生物合成會被分為起始、延伸及完成階段。  核糖體可以提供場所,讓另一種特別的RNA,稱為轉運RNA(tRNA)與mRNA結合。tRNA內有一組「反密碼子」能將相對應的序列與mRNA在核糖體內互相形成氫鍵。因此,相對應的的tRNA(化學上與特定的氨基酸結合)會被導向至核糖體,加入在發展中的多肽。以下展示了兩個氨基酸聯合的化學過程:  核糖體會一個接一個的在mRNA的密碼子執行,另一個tRNA會借核糖體附著mRNA。首個tRNA會被釋放,但附著該tRNA的氨基酸會被運送至第二個tRNA,並與它的氨基酸結合。這種轉移不斷進行,直至生成一條氨基酸的長鏈。  當整個單位到達mRNA最後的密碼子時,它會離開及新形成的蛋白質會被釋放,這就是完成的階段。在這個步驟中,有很多的酶會用來協助整個過程。

  生物合成之後的事件包括翻譯後修飾和蛋白質摺疊。在合成的期間和之後,多肽鏈往往摺疊捲曲成所謂的原生二級結構和三級結構。這就是所謂的蛋白質摺疊。  很多蛋白質會進行翻譯後修飾。這包括雙硫鍵的形成或附在任何生化官能團,如醋酸鹽、磷酸鹽、不同的脂類及糖類。有些酶亦會將多肽鏈前端的一個或以上的氨基酸移除,或者促進多肽鏈形成鏈內或鏈間二硫鍵。
蛋白質生物合成是指在生物細胞內製造新的蛋白質,它是通過蛋白酶解或蛋白質導向細胞蛋白的損耗被平衡。蛋白質的生物合成也稱為翻譯,它是基因表達的最後一步。翻譯,是在核糖體組裝蛋白質,是生物合成途徑的一個重要組成部分,隨著生成的信使RNA(mRNA),轉移RNA(tRNA的)氨醯化,合作翻譯轉運,並翻譯後修飾。蛋白質的生物合成在多個步驟有嚴格的調控,和已建立錯誤檢查機制。它們主要是轉錄(從DNA模板合成RNA的現象)和翻譯(從RNA中氨基酸組裝的現象)。