Nukleino rūgščių ir baltymų sintezė yra sujungta per keletą etapų, vykstančių biologinėse ląstelėse. Gyvo organizmo genetinė informacija, užkoduota jo dezoksiribonukleino rūgštyje (DNR), išreiškiama baltymų sintezės būdu. Nukleino rūgšties ir baltymų sintezės sąveiką galima suskirstyti į du procesus: transkripciją, kurios metu DNR informacija perrašoma į ribonukleino rūgšties (RNR) šabloną, ir transliaciją, kai RNR šablonas naudojamas baltymui formuoti.
DNR molekulę sudaro dvi ilgos subvienetų grandinės, vadinamos nukleotidais, kurios yra sujungtos viena su kita ir sudaro būdingą dvigubos spiralės formą. Kiekvienas nukleotidas turi molekulinį komponentą, žinomą kaip nukleobazė, kuri yra keturių tipų: adeninas (A), guaninas (G), citozinas (C) ir timinas (T). RNR timinas pakeičiamas uracilu (U). Organizmo genetinė informacija yra saugoma pasikartojančiuose šių keturių bazių modeliuose. Kiekviena nukleobazė sudaro bazių porą su komplementaria nukleobaze priešingoje grandinėje – adeninas jungiasi su timinu arba uracilu, o guaninas – su citozinu.
Transkripcijos metu, pirmajame nukleino rūgšties ir baltymų sintezės sujungimo etape, fermentai padalija DNR į dvi sudedamąsias dalis. Tada iš eksponuoto DNR šablono surenkama pasiuntinio RNR (mRNR) molekulė. MRNR formuoja fermentai, kurie prijungia papildomas nukleobazes prie DNR esančių nukleobazių, sukurdami informacijos kopiją nukleotidų grandinėje. Tada ši grandinė išsiskiria iš DNR, sudarydama vienos grandinės mRNR molekulę.
Transkripcija vyksta ląstelės branduolyje, bet kitas žingsnis, transliacija, vyksta citoplazmoje – konkrečiai, organelių, žinomų kaip ribosomos, vietoje. MRNR juda į ribosomą ir yra dekoduojama trijų nukleotidų kodonų rinkiniais. Kiekvienas mRNR kodonas atitinka papildomą antikodoną, kurį nešioja pernešančios RNR (tRNR) molekulė. Pavyzdžiui, mRNR kodonas su bazėmis GAU atitinka tRNR antikodoną CUA.
Kiekviena tRNR molekulė susideda iš nukleotidų tripleto, prijungto prie konkrečios aminorūgšties. Kai tRNR prisijungia prie mRNR grandinės, aminorūgštys, kurias jos turi, susijungia ir sudaro polipeptidinę grandinę. Galiausiai vertimas nutraukiamas ir polipeptidinė grandinė užbaigiama, suformuojant baltymą.
Transkripcija ir vertimas įvairiais būdais susieja nukleino rūgštis ir baltymų sintezę. iRNR informacija kontroliuoja aminorūgščių seką polipeptidinėje grandinėje, taigi ir lemia susidarantį baltymą. MRNR yra sudaryta iš pradinės DNR sekos. TRNA, kita nukleorūgštis, taip pat vaidina svarbų vaidmenį kuriant polipeptidinę grandinę. Šiais būdais nukleino rūgštis ir baltymų sintezė yra biologinės sąvokos, kurios yra glaudžiai susijusios.