Kun solu tarvitsee toimintaansa tiettyä proteiinia, tietty geeni aktivoituu dna:ssa. Koska dna on melko kestävä ja suurikokoinen molekyyli, sen lukeminen suoraan proteiiniksi vaatisi paljon energiaa. Tämän vuoksi dna:n koodi on muutettava toiseen muotoon. Yksijuosteinen rna sopii rakenteensa ja kokonsa vuoksi paremmin viestinvälitysmolekyyliksi kuin kaksijuosteinen dna.

Geenien aktivoituminen johtaa tapahtumasarjaan, jossa dna:n emäsjärjestys kopioidaan rna-molekyyliin (lähetti-rna). Lähetti-rna välittää dna:n koodin tuman ulkopuolelle. Tätä prosessia kutsutaan transkriptioksi.

Transkriptio alkaa, kun dna:n kaksoiskierre aukeaa muutamien proteiinien avustamana. Paikalle saapuu entsyymi, jota kutsutaan rna-polymeraasiksi. Rna-polymeraasi muodostaa yksijuosteisen dna:n rinnalle nukleotideista yksijuosteisen rna-molekyylin. Rna-molekyyli rakentuu dna:n mallijuosteen rinnalle emäsparisäännön mukaisesti. Koska syntyvän rna-molekyylin emäsjärjestys on sama kuin dna:n vastakkaisen juosteen emäsjärjestys, kutsutaan vastakkaista juostetta koodaavaksi juosteeksi. (Muista, että dna:n T-emästä vastaa rna:ssa U-emäs!)

Syntyvää rna-molekyyliä kutsutaan lähetti-rna:ksi (mRNA, messenger RNA), sillä se välittää dna:n sisältämän informaation solulimassa olevalle ribosomille. Tumallisilla eliöillä lähetti-rna:ta muokataan siten, että se voi tarttua myöhemmin ribosomiin. Lisäksi siitä leikataan pois sellaiset osat, joita ei tarvita proteiinisynteesissä. Tämän jälkeen valmis lähetti-rna kuljetetaan tumasta ulos tumahuokosten kautta.

Transkriptiossa tuotetut lähetti-rna-molekyylit kuljetetaan solulimassa sijaitseville ribosomeille. Ribosomit ovat rna:sta ja proteiineista koostuvia monimutkaisia proteiinituotantoon erikoistuneita soluelimiä.

Proteiineja voidaan tuottaa solulimassa sijaitsevissa vapaissa ribosomeissa tai solulimakalvostoon kiinnittyneissä ribosomeissa. Solusta ulos eritettävät ja tiettyihin soluelimiin ohjattavat proteiinit tuotetaan solulimakalvostolla.

Translaation aluksi ribosomi kiinnittyy lähetti-rna:han aloituskolmikon kohdalta (AUG). Ribosomi ohjaa paikalle siirtäjä-rna:t, joissa on lähetti-rna:n emäskolmikkoa vastaava vastinemäskolmikko. Siirtäjä-rna:han on kiinnittynyt lähetti-rna:n emäskolmikkoa vastaava aminohappo.

Seuraavaksi ribosomi muodostaa aminohappojen välille peptidisidoksen, jonka jälkeen siirtäjä-rna poistuu ribosomilta. Lähetti-rna siirtyy ribosomilla eteenpäin kolmen emäksen verran.

Proteiinisynteesissä edellä mainittu ketju toistuu. Lähetti-rna siirtyy eteenpäin ja paikalle saapuu uusi siirtäjä-rna, joka tuo paikalle uuden aminohapon. Aminohappojen välille muodostuu peptidisidos ja vanha siirtäjä-rna poistuu ribosomilta.

Translaatio loppuu, kun lähetti-rna:ssa tulee vastaan lopetuskolmikko. Tällaista emäskolmikkoa vastaavaa siirtäjä-rna:ta ei ole olemassa. Translaatio loppuu ja syntynyt aminohappoketju irtoaa ribosomilta.

Proteiini ei kuitenkaan ole toimiva heti translaation jälkeen. Syntynyt aminohappoketju laskostuu toimivaan kolmiulotteiseen muotoon (tertiäärirakenne). Toimiakseen monet proteiinit vaativat muokkausta, esimerkiksi fosfaatin liittämisen tiettyyn aminohappoon. (Proteiinin rakenteista kerrotaan lisää luvussa 4.)

Translaation jälkeen proteiinit muokataan kuljetusta varten. Kuljetettavat proteiinit ohjataan solulimakalvostolta Golgin laitteeseen. Tämän jälkeen ne voidaan ohjata esimerkiksi lysosomiin tai ulos solusta. Solusta voidaan kuljettaa ulos esimerkiksi hormoneja, kuten insuliinia.