В нашем организме, как и в организме других живых существ, происходит постоянный синтез самых разнообразных и сложных белковых молекул. В настоящее время показано, что биосинтез белков представляет собой сложный многоступенчатый процесс, в котором точно воспроизводится специфическая структура каждого белка, обеспечивающая его уникальные биологические свойства. Как известно, в состав белков входит одна или несколько полипептидных цепей, состоящих в свою очередь из различных комбинаций 20 разных аминокислот. Длина полипептидной цепи варьирует в широких пределах. У большинства белков полипептидные цепи состоят из 100-200 аминокислотных остатков. Последовательность аминокислот в полипептидных цепях определяет важнейшую характеристику белка – его первичную структуру, от которой, в конечном счете, зависят и его биологические свойства. Последовательность аминокислот определяется последовательностью нуклеотидов в ДНК, которая является уникальной не только для данного биологического вида, но даже и для индивидуума. Важнейшая роль в синтезе белков принадлежит нуклеиновым кислотам – дезоксирибонуклеиновой кислоте (ДНК) и рибонуклеиновой кислоте (РНК), рассмотренными нами выше.

Процесс биосинтеза белка в клетке состоит из транскрипции, процессинга и трансляции.

Транскрипция – процесс, в котором последовательность нуклеотидов в одной цепи ДНК переписывается в комплементарную ей последовательность и-РНК. Транскрипция осуществляется в несколько этапов: 1) связывание РНК-полимеразы с промотором → 2) инициация – начало синтеза → 3) элонгация – рост цепи РНК, т.е. последовательное присоединение нуклеотидов друг к другу в том порядке, в котором стоят комплементарные нуклеотиды в транскрибируемой нити ДНК → 4) терминация – завершение синтеза и-РНК.

И-РНК образовавшаяся в результате транскрипции называется незрелой, т.к. имеет в своем составе интроны (неинформативные участки) и экзоны (несущие информацию о белке). Процесс созревания – вырезание неинформативных участков – интронов называется процессингом и в нем принимают участие ферменты рестриктазы. А процесс сшивания экзонов – сплайсинг происходит с помощью ферментов лигаз.

В структуре зрелой и-РНК выделяют: 1) инициирующую часть: колпачок (узнает малую субъединицу рибосомы), лидер-кодон (присоединяется к комлементарному ему участку малой субъединицы рибосомы), стартовый кодон (АУГ – формил-метионин); 2) кодирующая часть (элонгатор) – экзоны, которые кодируют аминокислоты белка; 3) терминатор – триплет (УАА, УАГ, УГА), заканчивающий трансляцию – нонсенс-триплет, за которым следует полиадениловая последовательность.

Трансляция – это процесс реализации информации, закодированной в структуре м-РНК, в последовательность аминокислотных остатков белка. Идет в цитоплазме клеток, на рибосомах, имеющих аминоацильный центр (фиксация т-РНК с аминокислотой) и пептидный центр (образуются пептидные связи между аминокислотами). Выделяют несколько этапов трансляции: 1) инициация – начало синтеза полипептидной цепи, заключается в объединении двух находящихся до этого порознь в цитоплазме  субчастиц рибосомы на определенном участке м-РНК и присоединение к  ней первой аминоацил-т-РНК, что определяет рамку считывания информации;

2) элонгация – удлинение цепи пептида, включает в себя все реакции от момента образования первой пептидной связи до присоединения последней аминокислоты. Элонгация состоит из трех повторяющихся процессов: связывание новой т-РНК, транспептидации и транслокации, циклически повторяющиеся события;

3) терминация – завершение синтеза полипептида связано с узнаванием специфическим рибосомным белком одного из терминирующих кодонов (УАА, УАГ, УГА).