基因
负责编码RNA或多肽链的DNA片段
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基因（Gene）又称遗传因子[7]，是产生一条多肽链或功能RNA所需的全部核苷酸序列。基因支持着生命的基本构造和性能，储存着生命的种族、血型、孕育、生长、凋亡等过程的全部信息。[8]它是细胞内遗传物质的最小功能单位。[2]
基因是由成百上千个核苷酸对组成，由于不同基因的脱氧核糖核苷酸的排列顺序（碱基顺序）不同，因此不同的基因含有不同的遗传信息。[9][10]负载有特定遗传信息的DNA片段，一般包括DNA编码序列、非编码调节序列和内含子。在原核细胞中，一个基因就是DNA分子的一个片段；但在真核细胞中，一个基因可以是DNA分子的一个片段或是若干片段的组合。[2]基因的功能是编码生物活性物质，通过复制、转录、表达，完成生命繁衍、细胞分裂和蛋白质合成等重要生理过程。其产物为各种RNA和蛋白质。基因具有双重属性：物质性和信息性。生物体的生、长、衰、病、老、死等一切生命现象都与基因有关。它也是决定生命健康的内在因素。[2][4]基因是控制生物性状的基本遗传单位。通常，组成简单生命最少要265到350个基因。[11]
1865年，孟德尔提出生物性状的遗传是由遗传因子控制的，遗传因子的传递遵循分离规律和自由组合规律。1909年，丹麦遗传学家约翰逊用基因（gene）这个词代替了遗传因子，并沿用至今。[12]1953年，沃森和克里克提出了著名的DNA双螺旋结构模型。1955年，S.本泽发现在一个基因内部的许多位点上可以发生突变，并且可以在这些位点之间发生交换，从而说明一个基因是一个功能单位。[10]1973年，美国赫伯特·博耶（Herber Boyer）教授和斯坦利·科恩（Stanley Cohen）教授共同完成了一项实验，获得了具有两个复制起始位点的新的DNA，将不同物种的基因组合在一起。自此，基因工程技术已应用在医疗健康、药物开发生产、农业育种、食品工业等领域，并取得了巨大社会和经济效益。[13]