Спадковий матеріал клітини прокаріотів міститься в єдиній кільцевої молекулі ДНК. Вона розташовується безпосередньо в цитоплазмі клітини, де також знаходяться необхідні для експресії генів тРНК і ферменти, частина з яких укладена в рибосомах. Гени прокаріот складаються цілком з кодують нуклеотидних послідовностей, що реалізуються в ході синтезу білків, тРНК або рРНК.
У прокариотической клітці, де спадковий матеріал і апарат біосинтезу білка просторово НЕ роз'єднані, транскрипція і трансляція відбуваються майже одночасно.
У прокаріотів синтез усіх трьох видів РНК каталізується одним складним білковим комплексом - РНК-полімераза.
Ферментний комплекс РНК-полімерази специфічно дізнається якусь нуклеотидну послідовність (часто не одну), розташовану на певній відстані від стартової точки транскрипції, - промотор. Стартовою точкою вважають нуклеотид ДНК, якому відповідав би перший нуклеотид, що включається ферментом в РНК-транскрипт.
Після встановлення контакту між РНК-полімерази і промоторних ділянкою починається збірка молекули РНК, в яку першим найчастіше включається нуклеотид, що несе пуриновое підставу (як правило, аденін) і містить три 5'-фосфатних залишку. У міру просування РНК-полімерази уздовж молекули ДНК відбувається поступове подовження ланцюга РНК, яке триває до зустрічі ферменту з областю термінатора. Термінатор - це ділянка, де припиняється подальше зростання ланцюга РНК і відбувається її звільнення від матриці ДНК. РНК-полімераза також відділяється від ДНК, яка відновлює свою двухцепочечную структуру.
У прокаріотів клітинах процес трансляції пов'язаний з синтезом мРНК: вони відбуваються практично одночасно. В значній мірі це пов'язано з недовговічністю бактеріальної мРНК, яка досить швидко піддається розпаду.
Трансляція у прокаріот починається незабаром після утворення 5'-кінця мРНК, раніше, ніж закінчується її синтез. В результаті слідом за РНК-полімерази по мРНК рухаються рибосоми, здійснюють збірку пептидних ланцюгів. Через деякий час після початку транскрипції (близько 1 хв) і до завершення трансляції 3'-кінця матриці починається деградація її 5'-кінця. З огляду на те що час життя різних мРНК не однаково, кількість білка, синтезованого на різних матрицях, по-різному.
З'єднання рибосоми з мРНК обумовлено комплементарною взаємодією нуклеотидів однієї з рРНК з нуклеотидної послідовністю лідера мРНК.
У еукаріот трансляція здійснюється в цитоплазмі, куди потрапляє з ядра зріла мРНК. Копіювати кінець мРНК розпізнається малою субчастиц рибосоми, потім лідируюча послідовність, що містить до 100 нуклеотидів, взаємодіє з рРНК. Після приєднання до стартового кодону аміноацил-тРНК, що несе метіонін, відбувається возз'єднання двох субчастиц рибосоми і формуються її А- і П-ділянки. Синтез білка в еукаріотичної клітці, здійснюваний на моноцістронной мРНК, завершується після проходження рибосомою по всій мРНК, аж до впізнавання нею кодону-термінатора, який припиняє утворення пептидних зв'язків.
Експресія генів - це процес, в ході якого спадкова інформація від гена (послідовності нуклеотидів ДНК) перетворюється в функціональний продукт - РНК або білок. програмований геномом процес біосинтезу білків і (або) РНК. При синтезі білків Е. р включає транскрипцію - синтез РНК за участю ферменту РНК-полімерази; трансляцію - синтез білка на матричної рибонуклеїнової кислоти, здійснюваний в рибосомах, і (часто) посттрансляційної модифікації білків. Експресія генів може регулюватися на всіх стадіях процесу: і під час транскрипції, і під час трансляції, і на стадії посттрансляційних модифікацій білків.
У прокаріотів: транскрипція і трансляція йдуть одночасно в цитоплазмі.
У еукаріот: транскрипція в ядрі, трансляція в мітохондріях.