Les gènes sont les instructions complètes de l'ADN pour la construction d'une protéine. Chaque gène est composé de groupes de trois nucléotides appelés codons. Chaque codon demande à la cellule d'ajouter un acide aminé particulier à la protéine d'assemblage.
Chaque protéine est composée d'au plus 20 acides aminés possibles. Il existe cependant 64 codons possibles. Cela signifie que de nombreux acides aminés ont plus d'un codon qui les représente, et même des gènes uniques appellent parfois les mêmes acides aminés avec des codons différents. Seuls deux acides aminés, le tryptophane et la méthionine, sont représentés par un seul codon.
Les protéines sont absolument essentielles à toutes les formes de vie et représentent jusqu'à 50 % du poids sec d'une cellule. Les protéines sont les molécules qui composent la plupart des machines cellulaires. Ils forment également l'épine dorsale des molécules d'ADN et d'ARN. Les protéines sont de grosses molécules complexes qui doivent être construites très précisément. Leurs fonctions dépendent non seulement de leur séquence chimique de base, mais aussi de la façon dont ils se replient, exposant ou cachant diverses parties réactives à leur environnement.
Une protéine est codée non seulement pour agir sur son environnement, mais pour faciliter la liaison et la répulsion de diverses parties d'elle-même. Ces fonctions spécifiques et complexes sont la raison pour laquelle les gènes sont si cruciaux et les mutations peuvent être si nocives pour un organisme.