Nukleīnskābju un olbaltumvielu sintēze ir savienota, izmantojot virkni darbību, kas notiek bioloģiskajās šūnās. Dzīva organisma ģenētiskā informācija, kas ir kodēta tā dezoksiribonukleīnskābē (DNS), tiek izteikta proteīnu sintēzes ceļā. Nukleīnskābes un proteīnu sintēzes mijiedarbību var iedalīt divos procesos: transkripcijā, kurā DNS informācija tiek pārrakstīta uz ribonukleīnskābes (RNS) veidni, un translācijā, kurā RNS veidni izmanto proteīna veidošanai.
DNS molekula sastāv no divām garām apakšvienību ķēdēm, ko sauc par nukleotīdiem, kuras ir savstarpēji saistītas, veidojot raksturīgo dubultspirāles formu. Katrs nukleotīds satur molekulāro komponentu, kas pazīstams kā nukleobāze, kura ir četri veidi: adenīns (A), guanīns (G), citozīns (C) un timīns (T). RNS timīns tiek aizstāts ar uracilu (U). Organisma ģenētiskā informācija tiek glabāta šo četru bāzu atkārtojošos modeļos. Katra nukleobāze veido bāzes pāri ar komplementāru nukleobāzi pretējā virknē — adenīns saistās ar timīnu vai uracilu, un guanīns saistās ar citozīnu.
Transkripcijas laikā, kas ir pirmais solis nukleīnskābju un olbaltumvielu sintēzes savienošanā, fermenti sadala DNS divās tās sastāvdaļās. Pēc tam no eksponētās DNS veidnes tiek samontēta kurjera RNS (mRNS) molekula. MRNS veido fermenti, kas pievieno komplementāras nukleobāzes DNS esošajām, radot informācijas kopiju nukleotīdu ķēdē. Pēc tam šī ķēde tiek atbrīvota no DNS, veidojot vienpavedienu mRNS molekulu.
Transkripcija notiek šūnas kodolā, bet nākamais solis, translācija, notiek citoplazmā – konkrēti, organellu vietā, kas pazīstamas kā ribosomas. MRNS pārvietojas uz ribosomu un tiek dekodēta trīs nukleotīdu kodonu komplektos. Katrs mRNS kodons atbilst komplementāram antikodonam, ko nes pārneses RNS (tRNS) molekula. Piemēram, mRNS kodons ar bāzēm GAU atbilst tRNS antikodonam CUA.
Katra tRNS molekula sastāv no nukleotīda tripleta, kas pievienots noteiktai aminoskābei. Tā kā tRNS saistās ar mRNS virkni, to pārnestās aminoskābes savienojas kopā, veidojot polipeptīdu ķēdi. Galu galā tulkošana tiek pārtraukta un polipeptīdu ķēde tiek pabeigta, veidojot proteīnu.
Transkripcija un tulkošana saista nukleīnskābi un proteīnu sintēzi vairākos veidos. Informācija mRNS kontrolē aminoskābju secību polipeptīdu ķēdē un tādējādi nosaka veidojamo proteīnu. MRNS tiek veidota no sākotnējās DNS sekvences. TRNA, citai nukleīnskābei, arī ir svarīga loma polipeptīdu ķēdes veidošanā. Šajos veidos nukleīnskābes un proteīnu sintēze ir bioloģiski jēdzieni, kas ir cieši saistīti.