Olbaltumvielu sintēze ir šūnu proteīnu radīšanas process. To formulas un instrukcijas, kā tās pagatavot, ir iekodētas DNS. Ir noderīgi atsaukties uz procesu divās daļās. Olbaltumvielu sintēzes transkripcija kopē DNS kodu. Olbaltumvielu sintēzes tulkojums saskaņo kodu ar ķīmiskajiem savienojumiem šūnā, kuru kombinācija kļūst par proteīnu.
Dezoksiribonukleīnskābe (DNS), atsevišķa organisma pamatprojekts, ir strukturēta kā dubultspirāle. Laba līdzība ir gara savīta rāvējslēdzēja sloksne. Ir divi pavedieni, kas izgatavoti no 5 oglekļa cukuriem un fosfātiem. Tos savieno pārī savienoti nukleotīdi, piemēram, slēgta rāvējslēdzēja pretējie zobi. Adenīns (A) sakrīt ar timīnu (T), citozīns (C) sakrīt ar guanīnu (G) un otrādi.
Olbaltumvielu sintēzes transkripcija sākas šūnas kodolā, kur DNS tiek “atvilkta” ar enzīmu, ko sauc par helikāzi, kā rezultātā veidojas divas atdalītas virknes. Kritiskais enzīms, ko sauc par RNS polimerāzi (RNAP), pēc tam pievienojas vienai no pavedieniem, lai sāktu procesu, ko sauc par pagarināšanu. Tas identificē pirmo nukleotīdu DNS šablona virknē un, to darot, piesaista brīvu nukleotīdu, kas ar to jāsavieno pārī. Pēc tam RNAP pāriet uz nākamo DNS virknes nukleotīdu un turpina uz nākamo un nākamo, līdz ir samontēta ribonukleīnskābes (RNS) ķēde.
RNS ir viena nesapārotu nukleotīdu virkne, kas spēj saglabāt savu strukturālo integritāti, pievienojot skābekļa molekulas. RNS ķēdi, ko konstruējis tās polimerāzes aģents, dažos ar vairāk nekā 2 miljoniem nukleotīdu, sauc par ziņojuma RNS (mRNS). Teorētiski mRNS ir paredzēts kā precīzs neizmantotās vienas DNS virknes dublikāts, kas atstāts. Praksē tas nav precīzs, un var rasties arī proteīnu sintēzes transkripcijas kļūdas.
Tāpēc mRNS ir ļoti gara ķēde, kurā ir tikai četri dažādi nukleotīdi. Tās secību sauc par transkriptu. Piemērs varētu būt AAGCAUUGAC — četri burti, varbūt 2 miljoni no tiem, šķietami nejaušā secībā. Ir nedaudz noderīgi analoģizēt oglekļa dzīvi kā ļoti liela mēroga 4 bitu biodatoru. Īpaši jāatzīmē, ka RNS timīns tiek aizstāts ar līdzīgu nukleotīdu, ko sauc par uracilu (U).
Kā norāda tās nosaukums, ziņnesis RNS izkļūst no ieslodzījuma šūnas kodolā caur porām gar kodola membrānu. Nokļūstot šūnas citoplazmā, tās mērķis ir nogādāt proteīnu sintēzes transkripciju, kas kopēta no DNS, struktūrās, ko sauc par ribosomām. Ribosomas ir šūnu proteīnu rūpnīcas, un tur notiek proteīnu sintēzes otrais posms.
Kodētā nukleotīdu secība ir jātulko. Ribosoma saistās ar mRNS un, nolasot tās sekvences, piesaista RNS fragmentus, ko sauc par pārneses RNS (tRNS), kas būs atraduši brīvu aminoskābi, kas ir raksturīga tās īsajai nukleotīdu secībai, un saistās ar to. Ja ir sakritība, tRNS un tās krava saistās ar ribosomu. Kad ribosoma turpina nolasīt nākamo secību un nākamo, procesā, ko sauc arī par pagarināšanu, rodas gara aminoskābju polipeptīda ķēde.
Olbaltumvielas, kas atšķir organiskos audus pēc formas un funkcijas, ir tā sauktie “dzīvības celtniecības bloki”. Tās savukārt ir veidotas kā dažādu aminoskābju ķēde — DNS koda translācija, ko transkribē RNS tās saimniekšūnas svarīgākajam vielmaiņas uzdevumam. Tomēr ir atlicis vēl viens pēdējais solis, lai pabeigtu proteīnu sintēzi, kas traucē zinātniskajai izpratnei. Procesā, ko sauc par proteīnu locīšanu, garā aminoskābju ķēde izliecas, saraujas, veido mezglus un citādi saspiežas savā unikālajā struktūrā. Lai gan superdatori ir guvuši zināmus panākumus, salokot olbaltumvielu formulas pareizajās trīsdimensiju formās, lielāko daļu olbaltumvielu mīklu ir intuitīvi atrisinājuši cilvēki ar paaugstinātu mainīgo telpisko izmēru izjūtu.