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基因表現(xiàn)的第一步是轉(zhuǎn)錄，此過程利用DNA作為模板來合成RNA.具有蛋白質(zhì)編碼的基因，會(huì)轉(zhuǎn)錄生成信使RNA（mRNA），而mRNA則會(huì)在稍后的轉(zhuǎn)譯作用中，經(jīng)由核糖體的作用合成出蛋白質(zhì)。由于核糖體位于細(xì)胞核外側(cè)，因此mRNA必須在合成后送出核外。

因?yàn)榧?xì)胞核是轉(zhuǎn)錄進(jìn)行位置，所以含有多種不同的蛋白質(zhì)，有些直接參與轉(zhuǎn)錄；有些則參與相關(guān)的調(diào)節(jié)作用。這些蛋白質(zhì)包括可以將雙股DNA螺旋解開，幫助其他蛋白與其接觸的螺旋酶；或是可以合成RNA的RNA聚合酶；以及可以改變DNA超螺旋程度的拓樸異構(gòu)酶；還有多種調(diào)節(jié)基因表現(xiàn)的轉(zhuǎn)錄因子。