基因是具有遗传效应的DNA片段（带有遗传信息的DNA片段称为基因），也即是说DNA由若干基因和若干无遗传效应的片段共同组成，也称为遗传因子。
遗传效应是指有转录为mRNA，继续翻译为蛋白质，或转录为核糖体RNA、转运RNA的功能。
图一 DNA上的基因
一、基因的结构
基因在结构上，分为编码区和非编码区两部分。
编码区是指能够转录mRNA的部分，它能够合成相应的蛋白质。
非编码区是不能够转录信使RNA的DNA结构，但是它能够调控遗传信息的表达，如启动子等位于该区。基因非编码区的调控作用控制转录的时间,有启动子和终止子(启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA,而终止子则是让转录在所需要的地方停止下来),还有控制那些基因要表达,那些不表达,笼统的说就是非编码区与基因的表达有关。
（一）真核细胞基因的编码区和非编码区（如图二所示）
真核生物基因的编码区，是不连续的，分为外显子和内含子，其中外显子是可以最终实现表达，表现在蛋白质的一级结构上。
内含子虽属于编码区，但它最终不能表达，所以真核生物基因表达过程中，转录产物--信使RNA不能直接进行翻译，而是要修剪掉内含子部分后才能去指导翻译。但是含有内含子的基因能转录出前体RNA，再由内含子转录出来的部分进行自我切割，才得到成熟的mRNA，没有内含子也就没有自我切割。另外内含子是非编码序列,所以说真核细胞基因结构中，非编码区和内含子是非编码序列 。
真核细胞的基因结构非编码区，不能转录为信使RNA,不能编码蛋白质。有调控遗传信息表达的核苷酸序列 最重要的是有位于编码区上游的RNA聚合酶结合位点
有调控作用的核苷酸序列,包括位于编码区上游的RNA聚合酶结合位点编码区:特点:间隔的、不连续的包括：外显子：能编码蛋白质的序列 内含子：不能编码蛋白质序列任何一个基因都一定含有编码区和非编码区。
图二 真核细胞基因结构
（二）原核细胞基因的编码区和非编码区（如图三、四所示）
编码区全部编码蛋白质。原核生物的基因是连续的，所以谈不上外显子、内含子的区分。
图三 原核细胞基因结构
图四 原核细胞的基因结构
二、基因的表达
基因表达是指细胞在生命过程中，把储存在DNA顺序中的遗传信息经过转录和翻译，转变成具有生物活性的蛋白质分子。
1、转录（如图五所示）
基因转录是在细胞核和细胞质内进行的。它是指以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。
（1）转录条件：需要RNA聚合酶、核糖核苷酸、ATP
（2）转录过程：
①在RNA聚合酶的作用下，把DNA的双链打开；
②以其中一条链为模板，在RNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则，合成一段mRNA，转录完成。
③mRNA从DNA上脱落，从核孔出来，来到细胞质中。
（3）转录场所：细胞核内（真核生物）
图五 DNA转录过程
2、翻译
（1）翻译过程：
①首先是DNA双链，DNA双链： ---GCA------CGT---(转录模版链)；
②mRNA ---GCA--- 就是密码子，密码子在mRNA上，是mRNA上负责与tRNA结合的三个相邻碱基。
注释：①和②就是DNA的转录过程。
③tRNA （反密码子）： ----CGU----（与密码子相对的三个碱基）
图六 tRNA的三叶草结构示意图
图七 真核细胞基因表达
图八 原核细胞基因表达
图九翻译过程
（2）翻译场所：细胞质（原核生物转录和翻译都在细胞质中）
（3）翻译的条件：20种氨基酸、ATP、tRNA
3、中心法则
（1）中心法则的主要内容
DNA是自身复制的模板,DNA通过转录作用将遗传信息传递给RNA,最后RNA通过翻译作用将遗传信息表达成蛋白质.
（2）中心法则的补充:
①在某种情况下,RNA可以像DNA一样进行复制.
②遗传信息从DNA向RNA的定向转移不是绝对的,反转录可以使RNA序列作为遗传信息使用.
③RNA可以不通过蛋白质而直接表现出本身的某种遗传信息,而这种信息并不以核苷酸三联体来编码.
④DNA作为遗传信息载体,为行使细胞的某种特殊功能,可以发生基因重排。
⑤RNA编辑,改变原DNA模板的遗传信息,翻译出不同于基因编码的氨基酸序列.
⑥一个基因的外显子和内含子共同转录在一条转录产物中,然后将内含子去除而将外显子连接起来形成成熟的RNA分子.
图十 中心法则示意图
