Proses sintesis protein terjadi dalam tahap transkripsi dan translasi.
1. Transkripsi
Transkripsi adalah pembentukan mRNA dari salah satu untaian DNA yang disebut DNA sense. mRNA berfungsi sebagai perantara pesan DNA untuk menentukan polipeptid yang akan dibawa tRNA dalam sintesis protein. Untaian DNA dibuka dengan bantuan enzim RNA polimerase. Basa-basa pada untaian yang bebas ini akan berpasangan dengan basa-basa lainnya membentuk mRNA. Adenin berpasangan dengan urasil, timin berpasangan dengan adenin, guanin dan sitosin saling berpasangan. mRNA yang selesai dicetak akan bergerak keluar dari inti sel ke sitoplasma untuk berikatan dengan ribosom.
2. Translasi
Ribosom akan membaca kode genetik mRNA dengan bantuan tRNA. Asam amino di sitoplasma diaktifkan dengan ATP, proses ini dipengaruhi oleh enzim amino asil sintetase. Hasilnya aminoasil adenosin monofosfat (AA-AMP) dan fosfat organik. tiga basa nitrogen tRNA (Antikodon) akan berhubungan dengan tiga basa mRNA (kodon). Basa antikodon harus sesuai dengan basa kodon. Setelah tRNA melepaskan asam amino, ribosom akan bergeser di sepanjang mRNA ke tiga basa berikutnya, lalu tRNA lain akan membawa asam amino untuk bergabung dengan mRNA. tRNA yang sudah melepaskan asam amino akan kembali ke sitoplasma untuk mengikat dengan asam amino sejenis lalu kembali ke mRNA di ribosom. Akan terangkai macam-macam asam amino dan tersusun menjadi protein