要说清楚基因,得先从生命的构成讲起。在生物界,除了病毒之外,其他所有生命体都是由细胞构成的,包括单细胞生命体(如细菌)和多细胞生命体(如植物、动物)。细胞里有细胞核,细胞核里有染色体。染色体得名的原因是:显微镜发明后,科学家用显微镜观察细胞,因看不清楚,便对细胞进行染色,染色以后,看到细胞核里有一个个深色的棒状物体,就把它叫作染色体。

1953年,科学家破解了染色体的分子结构,这就是我们都熟悉的双螺旋结构。这种双螺旋结构的分子就是脱氧核糖核酸,英文缩写为DNA。DNA的基本组成单元是脱氧核苷酸,由碱基、脱氧核糖和磷酸构成。其中,碱基有4种:腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C),从而形成4种脱氧核苷酸。DNA的双螺旋结构如果被拉展,就像是一条长长的铁路,铁轨的两条平行轨道就是两条由无数个脱氧核苷酸组成的长链,中间的枕木就是由两条长链上的一个个脱氧核苷酸通过碱基互补配对连接而成。

所谓基因,如同铁路沿线上两个相邻火车站之间的那一段铁轨,就是通过成百上千的碱基配对组合而形成的脱氧核苷酸序列。不同的基因都有特定的核苷酸数量和排列顺序,含有特定的遗传信息,发挥特定的功能,控制特定的生物性状。所以,基因被称为“生命的密码”,是决定生物特性的最小功能单位。

不同的生物,基因的数量也不同,一般来说,低等生物的基因少,而高等生物的基因多。像牛、水稻、番茄等动植物,一般有几万个基因。一个生物体所携带的全部基因的总和构成了基因组,代表了这个生物体的所有遗传信息。