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。