Giai đoạn phiên mã của quá trình tổng hợp protein xảy ra trong nhân. Trong giai đoạn này, một loại enzyme tạo ra bản sao DNA của tế bào, tạo ra axit ribonucleic. RNA trở thành RNA thông tin, hay mRNA, trước khi thoát ra khỏi nhân và đi vào tế bào chất.
Tổng hợp protein là thuật ngữ khoa học để chỉ sản xuất protein trong tế bào. Hai giai đoạn, phiên mã và dịch mã, phải xảy ra để tế bào sản xuất protein. Trong quá trình phiên mã, enzyme RNA polymerase liên kết với một phần của DNA được gọi là promoter. Promoter giúp enzyme xác định phần nào của DNA cần sao chép và sao chép theo hướng nào, tạo ra bản phiên mã mRNA. Vào cuối giai đoạn phiên mã, tế bào phải xử lý phiên mã mRNA để tạo ra một phiên mã mRNA trưởng thành. Quá trình xử lý cũng xảy ra trong nhân của tế bào.
Sự dịch mã xảy ra trong tế bào chất. Trong giai đoạn này, một ribosome tự gắn vào bản phiên mã mRNA, và sau đó một phân tử RNA chuyển mang một axit amin đến ribosome. Axit amin là đơn vị cơ bản của phân tử protein. Để axit amin liên kết với phân tử ARN chuyển, nó phải có mã phù hợp. Phân tử RNA chuyển thứ hai liên kết với ribosome, tạo ra liên kết giữa hai axit amin. Các axit amin liên kết với nhau để tạo ra chuỗi polypeptit mà cuối cùng trở thành protein.
