研究整个细胞周期蛋白质合成的方法，令人满意的实验是：用3H标记的亮氨酸渗入细胞的方法。分裂后的细胞假如停留的G1期不再继续分裂，则在G1期将合成该组织特异性的蛋白质和酶，并进行细胞功能分化。如果活跃地进行增殖，则在G1期的后阶段，合成DNA复制所需的各种酶类，如胸腺核苷激酶和DNA聚合酶等。蛋白质合成对S期的作用，一般来说，在抑制蛋白质合成后，DNA的合成速度迅速下降。据认为，是复制子的复制启动，需要新的蛋白质合成。（事实上在DNA合成速度迅速下降后还以低合成速度持续一段时间，说明少数复制子还能启动，但复制很慢）。
在S期，组蛋白的合成与DNA合成协同进行。即随着DNA的复制，组蛋白量也加倍。实验说明，新复制的DNA迅速和组蛋白结合，形成染色质的核小体。组蛋白是在细胞质多核糖体上进行合成的，然后转移到核内，如果DNA被阻断，组蛋白合成也很快消失。但实验说明，组蛋白对DNA的合成也是必要的。推测组蛋白可能是DNA复制中DNA的延长因子，因为若用放线菌酮处理细胞，将会减慢DNA复制单位的复制速度，可能就是抑制了组蛋白的合成。
细胞分裂期需要的蛋白质，在G2期以及分裂期的前期（早前期），做了充分的准备。如果用嘌呤毒素或其他蛋白质合成抑制剂，将细胞周期阻断在G2期到M期的转变过程中，证明细胞分裂所需的蛋白质合成，一直进行到分裂前期的一段时间，主要包括微管蛋白等有丝分裂器成分的合成和装配以及染色体凝聚因子的合成。到了细胞分裂的晚前期，大部分RNA转录停止，这时蛋白质合成速度也在开始下降，到了末期较晚的时间，下降大约3/4，稍后又迅速加快到达一定高度，而进入间期。蛋白质合成下降的原因是细胞分裂时mRNA合成被中断，但真核细胞中，mRNA的半衰期远远超过有丝分裂的持续时间，用HeLa细胞实验也证明mRNA在通过有丝分裂时继续存在，只是多核糖体在分裂期解聚了。而多核糖体的解聚可能是由于核糖体和mRNA之间的结合力的下降。在有丝分裂的晚前期，随着核仁和核膜的消失，大量细胞核蛋白也和RNA一起，释放到细胞质中，到有丝分裂的晚末期和间期的早期，又回到重建的细胞核中。有关细胞周期的转录翻译情况，详细见下表：
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