Proteine werden hergestellt, indem Aminosäuren in der Reihenfolge aneinandergereiht werden, die von Boten-RNA-Strängen vorgegeben wird, die von der DNA im Zellkern transkribiert wurden. Der Prozess der Proteinsynthese wird als Translation bezeichnet und findet auf Ribosomen im Zytoplasma einer Zelle.
Während der Proteinproduktion dienen Ribosomen als Ort, an dem die Synthese stattfindet, und Transfer-RNAs dienen als Werkzeuge, die den wachsenden Proteinstrang aufbauen. Transfer-RNA kann sowohl an RNA als auch an Aminosäuren anlagern. Während ein Ribosom den Strang der Messenger-RNA hinunterrutscht und jedes Codon nacheinander freilegt, binden einzelne Moleküle der Transfer-RNA die entsprechende Aminosäure an die wachsende Proteinkette. Sobald der gesamte Messenger-RNA-Strang gelesen wurde, wird die fertige Polypeptidkette vom Ribosom freigesetzt.
Eine neu hergestellte Polypeptidkette ist noch kein funktionelles Protein. Die Polypeptidkette muss richtig in eine spezifische Konformation gefaltet werden, um ein Protein zu werden. In einigen Fällen müssen sich mehrere Polypeptidketten zu einer zusammenhängenden Proteinstruktur zusammenfügen, bevor sie funktionieren können. In einigen Fällen organisieren sich Proteine selbst und falten sich vollständig von selbst in die richtige Konfiguration. Komplexere Proteine benötigen manchmal molekulare Chaperone, Moleküle, die den Faltungsprozess unterstützen oder stabilisieren. Während und nach dem Faltungsprozess werden einige Proteine auch durch Enzyme verändert oder durch Anlagerung von Lipiden oder Kohlenhydraten an die Proteinoberfläche modifiziert.
