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基因表现的第一步是转录，此过程利用DNA作为模板来合成RNA.具有蛋白质编码的基因，会转录生成信使RNA（mRNA），而mRNA则会在稍后的转译作用中，经由核糖体的作用合成出蛋白质。由于核糖体位于细胞核外侧，因此mRNA必须在合成后送出核外。
因为细胞核是转录进行位置，所以含有多种不同的蛋白质，有些直接参与转录；有些则参与相关的调节作用。这些蛋白质包括可以将双股DNA螺旋解开，帮助其他蛋白与其接触的螺旋酶；或是可以合成RNA的RNA聚合酶；以及可以改变DNA超螺旋程度的拓朴异构酶；还有多种调节基因表现的转录因子。
