Протеините са много важни биологични молекули във клетки. По тегло протеините са колективно основният компонент на сухото тегло на клетките. Те могат да се използват за a разнообразие от функции от клетъчна поддръжка до клетъчна сигнализация и клетъчна локомоция. Примерите за протеини включват антитела, ензими и някои видове хормони (Инсулин). Въпреки че протеините имат много разнообразни функции, всички обикновено са изградени от един набор от 20 аминокиселини. Ние получаваме тези аминокиселини от растение и животински храни, които ядем. Храните с високо съдържание на протеини включват месо, боб, яйца и ядки.
От 20-те аминокиселини, които обикновено съставят протеини, "променливата" група определя разликите между аминокиселините. Всички аминокиселини имат водородния атом, карбоксилната група и аминогрупните връзки.
Последователността на аминокиселините във веригата на аминокиселините определя 3-D структурата на протеина. Последователностите на аминокиселините са специфични за специфичните протеини и определят функцията и начина на действие на протеина. Промяната дори на една от аминокиселините във веригата на аминокиселините може да промени функцията на протеина и да доведе до заболяване.
Редът на аминокиселини в полипептидна верига се определя от ДНК. ДНК се преписва в РНК транскрипт (пратеник РНК), който се превежда, за да се даде специфичния ред на аминокиселини за протеиновата верига. Този процес се нарича синтез на протеин.
Има два общи класа протеинови молекули: кълбовидни протеини и фиброзни протеини. Глобуларни протеини обикновено са компактни, разтворими и сферични по форма. Фиброзни протеини обикновено са удължени и неразтворими. Кълбовидните и фиброзните протеини могат да проявяват един или повече от четири типа протеинова структура. Четирите типа структура са първична, вторична, третична и четвъртична структура.
Структурата на протеина определя неговата функция. Например структурните протеини като колаген и кератин са влакнести и жилави. Глобуларни протеини като хемоглобин, от друга страна, са сгънати и компактни. Хемоглобин, открит в червени кръвни телца, е протеин, съдържащ желязо, който свързва кислородните молекули. Компактната му структура е идеална за пътуване през тесни кръвоносни съдове.