基因表达是指DNA分子中所蕴藏的遗传信息通过转录和翻译形成具有生物活性的蛋白质，从而决定生物性状的过程。
（一）转录
以DNA的一条链为模板，在RNA聚合酶的作用下互补合成RNA的过程称为转录。RNA的合成以DNA分子双链中的一条链为模板，这条链称为模板链（反编码链），另一条称为编码链。转录合成的原始产物需要经过加工修饰过程才能成为有功能的RNA。转录主要在细胞核中进行，转录后形成的RNA进入细胞质控制蛋白质的合成。
重要提示
转录出的RNA序列与编码链相比较，除了以U代替T外，其余碱基都是一致的。这是因为RNA和DNA编码链都与模板链互补。
（二）翻译
翻译是指以mRNA为模板合成多肽链的过程，也就是将mRNA转录的遗传信息“解读”成为多肽链的各种氨基酸排列顺序的过程。
mRNA从DNA转录的遗传信息是以遗传密码的形式储存的。不同的mRNA碱基组成和排列顺序都不同，但都只有4种碱基（A、G、C、U），那么这4种碱基是如何决定20种氨基酸参加蛋白质合成的呢？科学实验得出mRNA上3个核苷酸编码1个氨基酸的结论。mRNA上每3个相邻的碱基决定多肽链中1种氨基酸，这3个碱基称为密码子。mRNA中4种碱基可以组成43（64）种密码子，所有64种密码子总称为遗传密码。1967年编制出遗传密码表（表3－1）。
重要提示
①一个密码子只为一种氨基酸编码；一种氨基酸可有多个密码子。②所有生物从最低等的病毒直至人类，蛋白质合成都使用同一套遗传密码。
表3－1 遗传密码表
注：①AUG既为甲硫氨酸的遗传密码，又为起始信号。
翻译除了必需mRNA外，其过程需在细胞质中的核糖体（含rRNA）上进行，还需要tRNA、有关的酶、能量及合成多肽链所需的各种氨基酸（图3－7）。
翻译后的初始产物大多数是无功能的，需要经过进一步加工才可成为具有一定生物活性的蛋白质。这一加工过程称为翻译后修饰。
20世纪50年代人们根据DNA复制、转录和翻译的全过程提出了遗传中心法则。中心法则的要点是：通过复制遗传信息由DNA传向DNA，通过转录遗传信息由DNA传向RNA，再由RNA指导蛋白质的合成。后来发现，许多RNA病毒中存在着逆转录酶，能以RNA为模板合成DNA；还发现大部分RNA病毒能以其RNA为模板直接复制RNA。上述这些新发现，丰富和发展了遗传中心法则（图3－8）。
图3－7 转录和翻译
图3－8 遗传中心法则
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