Budowa i właściwości białek są determinowane przez kolejność aminokwasów w budujących je łańcuchach polipeptydowych. Każde białko ma unikalną sekwencję aminokwasów, o której decyduje informacja genetyczna zawarta w DNA (kwasie deoksyrybonukleinowym).

Ekspresja genu kodującego białko to proces prowadzący do wytworzenia cząsteczek białka. Przebiega w dwóch głównych etapach:

• transkrypcji;

• translacji.

Proces ekspresji genu:

• prowadzi m.in. do syntezy białek enzymatycznych oraz hormonów białkowych, które kierują procesami przemiany materii u organizmów;

• jest jednym z głównych procesów wymagających dostarczenia energii (proces anaboliczny);

• u organizmów wielokomórkowych rodzaj oraz liczba cząsteczek białek, jak i szybkość ich biosyntezy są bardzo precyzyjnie regulowane.

U prokariontów zarówno transkrypcja, jak i translacja zachodzą w cytozolu komórki (nie są rozdzielone przestrzennie).

Geny bakteryjne są zorganizowane w operonyoperonoperony, co sprawia, że mRNAmRNAmRNA zawiera informacje o budowie wielu białek, najczęściej należących do jednego szlaku metabolicznego.

Ponieważ geny organizmów prokariotycznych nie zawierają odcinków niekodujących (intronów), nie występuje u nich proces splicingusplicingsplicingu. Prokariotyczne mRNA nie podlega także żadnym innym procesom obróbki potranskrypcyjnej. Dzięki temu powstający w wyniku transkrypcji mRNA może zostać natychmiast wykorzystany przez rybosomy w procesie translacji. Rybosomy organizmów prokariotycznych rozpoczynają zwykle translację nici mRNA, która jeszcze nie została do końca zsyntetyzowana, czyli podczas trwającego jeszcze procesu transkrypcji. Procesy transkrypcji i translacji nie są więc rozdzielone czasowo.

Rybosomy prokariotyczne mają stałą sedymentacjistała sedymentacjistałą sedymentacji 70S i składają się z dwóch podjednostek: dużej (50S) i małej (30S). Translacja rozpoczyna się od przyłączenia do końca 5′ transkryptu małej podjednostki rybosomu, do której następnie przyłącza się duża podjednostka. W wyniku przesuwania się mRNA względem rybosomu odczytywane są kolejne kodony i na ich podstawie przyłączane są kolejne aminokwasy, co powoduje wydłużanie łańcucha polipeptydowego. Po zakończeniu translacji następuje rozłączenie podjednostek rybosomu, mRNA i białka.

U eukariontów proces transkrypcji zachodzi w jądrze komórkowym, natomiast proces translacji – w cytozolu.

Powstałe w wyniku transkrypcji cząsteczki RNA są nazywane pierwotnym transkryptem lub pre‑mRNApre‑mRNApre‑mRNA. Pre‑mRNA jest poddawany obróbce potranskrypcyjnej (zachodzącej głównie w jądrze komórkowym), zwanej procesem dojrzewania. Obejmuje ona przyłączanie czapeczki na końcu 5′ i ogona poli(A) na końcu 3′, które zabezpieczają transkrypt przed degradacją, oraz splicing, w którym fragmenty niekodujące zostają usunięte. Dopiero dojrzałe cząsteczki mRNA mogą się przemieszczać z jądra do cytozolu i uczestniczyć w przebiegu translacji, gdzie mRNA jest używany przez rybosomy jako matryca. mRNA eukariotyczne zawsze zawiera informacje o budowie tylko jednego peptydu. Proces translacji w komórkach eukariotycznych przebiega tak samo jak u prokariontów, jednak przeprowadzają go rybosomy typu 80S, złożone z podjednostek 60S i 40S. Powstały w wyniku translacji łańcuch polipeptydowy przechodzi następnie proces fałdowania, podczas którego przyjmuje strukturę przestrzenną. Powstałe w ten sposób białko może podlegać obróbce potranslacyjnej.

Słownik