氨基酸合成

将氨基酸聚合就可以得到蛋白质。氨基酸合成是一系列的生物化学过程（代谢途径）将从葡萄糖等建立氨基酸。并非所有氨基酸可以从所有生物合成，例如成人就要从摄取20种氨基酸中的8种。氨基酸会被运送至转运RNA（tRNA）用在翻译的过程。

转录

转录是由基因组产生含有蛋白质序列的信使RNA（mRNA）模板，以进行翻译。只需要脱氧核糖核酸（DNA）双螺旋的其中一条链就能进行转录，此链称为模板链。转录分为三个阶段：

1. 核糖核酸聚合酶（RNA聚合酶）先与DNA的用作转录起始的特别区域结合。这个结合区域称为启动子。当RNA聚合酶与启动子结合後，该DNA链会开始卷开。
2. 第二个转录步骤是转录延伸。RNA聚合酶与未编码的模板链一起，合成核糖核苷酸聚合物。RNA聚合酶并不会使用已编码的链为模板，这是因为任何一股的拷贝会生产一组补充的基础序列，所以只有未编码链才会作为模板来复制已编码链。
3. 当聚合酶到达最後阶段，全新转录的信使RNA（mRNA）需要修饰以能够到达细胞的其他部份，包括细胞质及内质网。一个5'端帽会加入并保护mRNA，免於降解。聚A尾会被加入3'端保护，并成为接下步骤的模板。在真核生物中，最重要的基因拼接步骤会於此阶段出现。

翻译

在翻译的过程中，先前从DNA被转录的mRNA会被特别的细胞结构解码以制造蛋白质，这个特别的细胞结构称为核糖体。蛋白质生物合成会被分为起始、延伸及完成阶段。

核糖体可以提供场所，让另一种特别的RNA，称为转运RNA（tRNA）与mRNA结合。tRNA内有一组「反密码子」能将适合的tRNA与mRNA在核糖体内结合。因此，适合的tRNA（化学上与特定的胺基酸结合）会被导向至核糖体，加入在发展中的多肽。以下展示了两个胺基酸联合的化学过程：

核糖体会一个接一个的在mRNA的密码子运行，另一个tRNA会借核糖体附着mRNA。首个tRNA会被释放，但附着该tRNA的胺基酸会被运送至第二个tRNA，并与它的胺基酸结合。这种转移不断进行，直至生成一条胺基酸的长链。

当整个单位到达mRNA最後的密码子时，它会离开及新形成的蛋白质会被释放，这就是完成的阶段。在这个步骤中，有很多的酶会用来协助整个过程。

翻译後修饰

很多蛋白质会进行翻译後修饰。这包括双硫键的形成或附在任何生化官能团，如醋酸盐、磷酸盐、不同的脂类及糖类。有些酶亦会将多肽链前端的一个或以上的胺基酸移除，或者促进多肽链形成链内或链间二硫键。

折叠

在合成的完成阶段，多肽链会折叠卷曲成二级结构及三级结构，这就是所谓的蛋白质折叠。