基因、染色体、蛋白质、DNA、RNA 之间的关系是什么？

哈哈哈，我也知道一点点，谈谈。

首先让我们先搞清楚他们的的具体含义：

DNA就是脱氧核糖核酸（英语：Deoxyribonucleic acid，缩写为DNA）由含氮的碱基+脱氧核糖+磷酸组成。因为核糖和磷酸都一样而碱基又可以分为四种（腺嘌呤A，鸟嘌呤G，胸腺嘧啶T，胞嘧啶C），所以脱氧核糖核苷酸就可以分为四种（按照碱基的不同来分）同时在书写过程中可以用这碱基的简写代替。

RNA就是核糖核酸（RiboNucleic Acid ）由含氮的碱基+核糖+磷酸组成，而组成脱氧核糖核酸的碱基是：腺嘌呤A，鸟嘌呤G，尿嘧啶U，胞嘧啶C。同样，也按照碱基的不同把脱氧核糖核酸分为四种，在书写过程中也可以由着四种碱基的简写代替。

蛋白质就是蛋白质了，由氨基酸构成的生物大分子。

基因：是遗传的基本单元，是产生一条多肽链或功能RNA所必需的DNA片段。可以简单理解为好长一段DNA链中比较特殊某段。

染色体:细胞内具有遗传性质的遗传物质深度压缩形成的聚合体，易被碱性染料染成深色，所以叫染色体。

好现在开始说明他们的关系：

先按包含关系往下讲，染色体是由DNA和蛋白质构成的（见下图）

还有个东西叫染色质，其实就是染色体不过是在不同的细胞周期不同的叫法罢了，就像你回到家的时候家里人叫你乳名，在学校时大家叫你官名一样。

那么RNA呢？从汉语名称来看，都应该知道，脱氧之后就变成了DNA。但是，RNA和DNA在组成上的主要差别是：①RNA的糖分子是核糖，DNA的是脱氧核糖，②四种碱基中有一种不同。

所以让我们来总结一下他们的物质关系：染色体包含DNA，蛋白质（组分包含关系），基因（区域包含关系）；DNA包含基因；蛋白质，DNA，RNA互不包含，各为一体。

不知道我的回答是不是对楼主有所帮助。

若要谈及他们的功能区别，那可是生命研究领域的大课题。

再说两句闲话，我觉得一上来就谈中心法则的人似乎没有仔细思考，首先没有认真读题主的问题：题主需要解答的是他们之间的物质关系，并不是功能关系，而中心法则主要讲的就是蛋白质，DNA，RNA之间的功能关系；其次，题主已经声明自己是生物小白，给题主直接抛个中心法则就完事略显态度不认真。

首次答题，真心好紧张！

我来卖个萌。

这是我的生物观...

花了点时间mspaint 画滴。

第一张

第二张

施工完毕。

来个最通俗易懂的吧。

比如你想攒一辆山地自行车，买了一堆零件，但不知道怎么组装。

于是你到图书馆，想找一本关于组装山地车的书。你家当地的图书馆有一处总书库，和几处分书库，你去的是总书库。这座总书库，就是染色体。

你在书库中找到了一本书，这本书是关于自行车组装的，其中第50页到第52页是关于山地车组装的。你只需要看这三页就能获得组装这部车的全部信息。这三页书，就是基因。

这本书是用英文写的，英文有二十六个字母。这本书里的英文字母，就是核苷酸（Nucleotide）。（感谢评论修正）

图书馆有规定，所有图书不许外借，你需要把你要用的文字抄下来。抄写的行为，叫转录。

你把这三页内容抄下来，用的是手写体（书里的是印刷体），个别字母写法跟原先不同，但信息是一致的。你抄的这份东西，叫mRNA。

你把你抄的东西拿回家，把山地车零件与你抄的说明书里所写对应上，这叫翻译。组装自行车时，这个过程由你来完成，组装蛋白质时，这个过程由核糖体和tRNA来完成。

然后你把车子组装起来，完成后的山地车，就是蛋白质。它就能发挥它的作用了。

当然了，这个过程中的实际情况，要比我说的复杂得多，有些步骤我也省略掉了。不过对于这些名词的比喻，我认为还算是恰当的。

这是个剑指 中心法则 的好问题：

相似的问题知乎上还有很多：

1. 为什么基因数量远少于蛋白质数量？ - 孤星客的回答 - https://www.zhihu.com/question/64912227/answer/303147325
2. 试用生动的语言描述分子生物学中有关于中心法则的内容？ - 孤星客的回答 - https://www.zhihu.com/question/29284197/answer/302027726
3. 基因、DNA、碱基、染色体之间的关系？ - 孤星客的回答 - https://www.zhihu.com/question/30433122/answer/301183374

首先说，基因是 概念 但往往无化学实体，染色体-DNA-RNA-蛋白质是描述 化学实体 的名词，DNA - RNA - 蛋白质的关系就是中心法则，而染色体这个概念可以拿出来先说一下：

我们常说的染色体通常指的是真核生物染色体，真核生物的染色体由DNA：组蛋白：非组蛋白：RNA=1：1：1：0.05组成，DNA序列及其甲基化位点组成了细胞中最重要的遗传信息实体，组蛋白的作用在于帮助DNA形成特定结构、稳定DNA，同时围绕着组蛋白的30多种修饰在基因表达的调控中起到重要作用。

这里的非组蛋白主要指各种与核苷酸和dNTP合成、复制、转录相关的蛋白质，包括各种酶与蛋白质因子。

染色体的一些信息见上图，这里特别指出，在细胞分裂中染色体的组装要单独拿出来放在蛋白质合成之后来讲~

很多答主已经提到了染色体的结构，我就不再赘述，这里需要引出的一个由染色体到DNA的关键点是，DNA在行使其最主要功能时（提供转录的模板），由DNA上的一个叫做增强子的元件作用，DNA由负超螺旋变为正超螺旋，核小体解离，释放双螺旋DNA。

这时，开放的DNA将接触到众多的 转录起始因子 和 RNA聚合酶 。

在这里需要插入一个概念的介绍：

DNA的呼吸作用：DNA双螺旋结构在细胞中时刻伴随着双链的打开和关闭形成的单链泡状结构，在TA碱基对丰富的区段尤其明显；DNA的呼吸作用是蛋白质与DNA结合的分子基础。

1. TBP和TFIIA结合，TBP被激活，结合到启动子的TATAbox上；
2. 这个时候，TFIIB会瞬时结合上去，形成瞬时复合物；
3. 在此之前，TFIIF早已结合RNA聚合酶，当接触到瞬时复合物，会立刻结合TFIIB；
4. 这个时候，转录起始复合物已经初步形成了，接下来，TFIIE和TFIIH进入复合物，形成活性转录起始复合物PIC；
5. PIC消耗ATP解旋双螺旋，开始转录。

注意：这是一个简化的步骤，仅仅包含了基础转录因子，真正的转录起始过程是一个复杂复合体形成的过程，伴随着DNA链的弯曲，多种蛋白质因子和应答元件的作用……尤其要注意的是，即使没有增强子这个过程也可以发生，只不过发生的水平将大大下降。

转录产生hnRNA，细胞核内的hnRNA要经过四个过程才能发挥其作用（转录终止，略）。

1. RNA的甲基化；
2. RNA的剪接；
3. RNA的加帽——5'-帽子是翻译起始的识别位点；
4. RNA的加尾——ployA尾巴是RNA的出核信号与抗降解元件；

以上四个过程，除剪接可以是RNA自剪接以外，均需要蛋白质酶的参与。

关于hnRNA的剪接：

被转运出核的RNA会接受到细胞质中翻译起始因子和核糖体大小亚基的欢迎。

翻译起始的过程与转录起始的过程相似，一边结合核糖体大亚基、小亚基，一边识别并结合mRNA的帽子，进而拉到一起形成起始复合物。（这个过程比较复杂就不展开讲了，有兴趣的可以去看我的文章：分子生物学基础知识要点——从基因组到生命体 - 孤星客的文章 -

关于翻译过程，贴一个图：

肽链合成过程中，可能被SRP识别N端信号肽而进入内质网，或游离于细胞质中，不同的蛋白质经过定位、转运、修饰的过程才能发挥其生物学功能：

又是个复杂的过程，直接上图，请在专门的看图软件中打开：

不喜欢看图的请看下面：

1 细胞质中合成，转4；

2 合成并进入内质网内，转11；

3 折叠在了内质网膜上，转15；

4 运输往细胞核，转5；运输往过氧化物酶体，转6；运输往线粒体和叶绿体，转7；

5 被称为NLS的信号序列，可帮助蛋白质通过核孔；

6 过氧化物酶体是单层膜细胞器，其内部的酶来自于游离核糖体；

7 线粒体蛋白具有导肽，转8、叶绿体蛋白具有转运肽，转10；

8 导肽可定位到线粒体外膜上的TOM复合体，可整合到外膜上、或进入膜间隙，转9；

9 在膜间隙中的蛋白质被切除了部分导肽，暴露出来的导肽可将蛋白定位到内膜上的TIM，进而可整合到内膜上或进入基质；

10 转运肽可以通过TOC，进而被切除，暴露出类囊体定位信号肽或留在基质中；

11 可能为内质网驻留蛋白，转12；或为分泌蛋白，转13；

12 内质网驻留蛋白有特定的信号肽，假如被分泌到高尔基体，则可被高尔基体膜上的受体识别并运回内质网；

13 内质网中可进行多种修饰，被修饰和正确折叠的蛋白将由光面内质网产生囊泡运往高尔基体，转14；

14 高尔基体驻留蛋白留在高尔基体，行使各种酶的功能，如果被运出质膜则可被质膜蛋白识别并胞吞回细胞；其他蛋白在高尔基体中进行糖基化或其他修饰，带有M6P标记的蛋白质被分选到溶酶体，其他的蛋白可分泌到膜外；

15 内质网上的膜蛋白可以随囊泡进入高尔基体或融合到质膜上，大部分的膜蛋白均是在内质网上跨膜折叠完成并转运到功能部位的。

转运到细胞核内的蛋白质自然就是上面提到的各种转录、复制、组装染色体用到的蛋白质了，这样就完成了一个轮回，也就是正常的细胞周期了……最后附个中心法则的大图：

这种独霸分子生物学半本书的知识点，要弄明白恐怕还是要去看看书……

从题主的描述“比如基因是蛋白质的一种”来看，等于零基础。
要探讨“基因、染色体、蛋白质、DNA、RNA之间的关系是什么”这个问题，不是一两句话，一篇论文能说明的，他们之间的关系涵盖了生物学的多个领域，生物化学、分子生物学、遗传学……所以我就不说“中心法则”之类的了。

打个比方简单说说他们之间的关系（部分生物存在特例，描述非绝对严谨），反正你们喜欢看故事，想真正了解还是看书吧：

一个生命所有的遗传信息可以看成是一本“书”，我们暂且称为“生命之书”。可以说这本书记载了你的全部信息，这本书的奥秘至今也没人能够参透。依据这本书的内容，可以制造出来一个生命。

这本生命之书用的什么语言写的呢？——DNA（脱氧核糖核苷酸）。这门“语言”没英语那么复杂，就4个字母：A、C、G、T。这些单词或者字母经过排列组合成了一句话。这一句话我们称为基因。这句话则可能说明了如何制造一个蛋白质，也可能说明了什么时候生产这个蛋白质等等。成百上千句的这些话组成了这本书的一个章节，我们称为染色体。有的书只有一章，有的长篇巨著有很多章，像“人”这本书就有46个章节。

细胞好比生命体中的一个小工厂，生命之书是他们的产品说明书。这时候出问题了，工厂中的“工程师们”看不懂用DNA写的话，那么我们需要用另一种语言将这段基因翻译出来，既RNA（核糖核苷酸）。RNA这门“语言”也就4个字母，A、C、G、U。翻译后的这段话，每3个字母组成一个单词，如AAA，GUG，CGG等等，所以总共有64个单词。这64个单词中有61个分别表示了20中不同的氨基酸，剩下的三个单词：UAA、UAG和UGA是一句话的“句号”。

蛋白质是什么，是一个基因的表达产物。蛋白质可以看作是生命之书制造出来的一个“产品”，这个产品有多个零件组成，这些零件则是氨基酸。细胞中的工程师们将氨基酸零件依据生命之书中单词的顺序组装起来，加工后就得到了蛋白质。不同的蛋白质在生命体中发挥着不同的功能，例如生命之书的印刷、编纂工作，重新组成一个个的小工厂等等。

无数的小工厂生产着不同的产品，投入到生命的运行当中。
———————————————————————————————————————————
从专业方面补充问题
1、有些病毒的遗传物质是RNA，没有DNA，但它们自身不能生产蛋白质；
2、不同的基因可以表达同一种蛋白质，不同的蛋白质绝对是不同的基因表达出来的；
3、染色体由DNA和蛋白质组成；

达尔文搞的进化论，惊呆了整个学术圈。

然而，达尔文绞尽毕生脑汁也没搞清楚，从生物本身来看，他们是咋进化的？

其实这个问题可以看作——为啥有的孩子像父母，有的却不像？

这事跟孩儿他爸好解释：你基因不行。可孩子问你基因是个啥，你咋解释？这就要从基因史说起。

基因的发现，就像一出捉妖记！

Part 1：发现妖的存在

达尔文的进化论刚上市，就吸引了一批粉丝，其中就有孟德尔——一名爱科学的神父，简称孟神。

孟神出生在奥匈帝国，因为家里穷，大学只能辍学，所以去教会当了个神父。

但当神父吱吱哇哇，不是一个安静美男子该有的样子，于是他又去教会开的学校教书，后来在教会推荐下，去了维也纳大学深造。

学到了知识，孟神想考个教师编制，结果愣没考上，所以他还是个神父。

不过多亏在大学期间攒的经验，加上从小爱花花草草，孟神研究起了植物。研究哪方面呢？

他扛起铁铲种豌豆，是为了研究豌豆生娃。可豌豆这玩意儿比较奇葩，是雌雄同体。

造娃都不用求人，自己就能搞定，这叫自交。所以自然状态下，豌豆一般都是纯种。

一开始孟神只是想单纯地改良豌豆品种，于是他找来不同的豌豆，让它们一起生娃，这叫杂交。

那时候，大家都相信混合遗传学说，这个学说简单粗暴：父母一中和，就是孩子。

比如：

可孟神发现，混合遗传明显不靠谱啊！有些豌豆的个头完全随妈妈，压根没爸爸什么事。

孩子为啥只随他妈呢？

这事值得扒一扒。于是孟神铁铲一转，研究起了遗传，然后做了个实验，总共分三步。

咋生个孩子还这么严谨？这明显很反常啊，事出反常必有妖！

这个妖到底是个什么鬼呢？

作为一名神父，最见不得妖魔鬼怪，孟神苦思冥想，觉得应该是这么个事：

豌豆体内有个决定长相的鬼东西，叫遗传因子。

遗传因子还分显性和隐性，孟神把它们用大写字母和小写字母表示。

显性因子比较强势，只要有它，豌豆就是高个儿。所以它们和豌豆高矮的关系是这样：

按这个套路，孟德尔用遗传因子算了一下：

看不懂没关系，总之这推测和他种豌豆的结果一模一样！说明盲猜的遗传因子确实靠谱。

借着兴奋的劲儿，孟神撸起袖子继续干，前后足足种了八年豌豆。

当然，说起孟德尔，你别光知道种豌豆，为了实验严谨性，人家还种过玉米、紫罗兰、紫茉莉等。

憋了八年，孟神搞出了一套新的遗传规律，一想到自己的研究结果即将颠覆生物界，孟神忍不住写了一篇论文，静等疯狂转发。

这就是孟德尔 1866 年发表的《植物杂交试验》，证明了遗传因子的存在，后世研究遗传都学它。

可现实啪啪打脸。

想回答这个问题，首先要提到的就是中心法则

通过这张图可以一目了然的知道他们之间的关系，遗传信息基因主要是DNA片段，蛋白质聚集形成核小体，核小体会定位在染色体上。也就是说从基因-DNA-RNA-蛋白质-染色体,是一个从分子水平到细胞水平的过程。

让我想起了一个温馨小故事：

有个mRNA，觉得自己很孤单，就拉个核糖体过来翻译个蛋白给自己作伴，翻译好之后对蛋白说：“你好，我是你的模板。”蛋白说：“你好，我是RNA水解酶。”mRNA沉默了一下，说：“没关系,反正我本来也活不了多久.你就陪陪我吧。”蛋白说：“好”。于是两个人就手拉手默默地站在一起。过了一会儿蛋白忽然说：“其实我现在还不是RNA水解酶。”mRNA：“嗯。”蛋白：“我现在只是多肽。”mRNA笑了。蛋白：“可是我很快就会变成真的RNA水解酶了。”mRNA：“没有关系。我总是要死的。”于是蛋白依旧和mRNA靠在一起，他慢慢地转圈，折叠，开始修饰自己。他越来越像真的RNA水解酶，而mRNA慢慢地开始降解。蛋白说：“我走吧，离开了我你也许能活得久一些呢。”mRNA说：“你别走。我有些话要和你说。”mRNA说，你知道么，我也有过一个模板，他叫DNA。蛋白说：“他现在在哪里呢？”mRNA说：“他的启动子关闭了。他睡着了。”蛋白问：“是谁把他的启动子关掉的呢？他还会醒过来吗？”mRNA说：“是我把他关掉的。”然后他又笑笑：“但是他还会醒的，我一消失，他就又会醒来了。” mRNA说：“我记得我刚被转录出来的时候，DNA对我说，你好，我是你的模板。我说你好，我是mRNA。他笑着说很高兴见到你，然后就慢慢睡着了。”蛋白没有说话。“我很想念他。”mRNA的声音越来越虚弱，“我马上就要消失了。如果他醒过来，如果你碰到他，请替我再和他说一句你好吧。”然后mRNA就被降解掉了。 ============================================DNA慢慢醒了过来，看到旁边站着一个蛋白正小心翼翼地看着他。蛋白看DNA醒了，说：“你好，我是RNA水解酶。”DNA说：“你好，我是DNA。”蛋白：“你好。”蛋白：“第二句你好，是mRNA让我对你说的。”DNA想起来，他上次睡觉之前，转录了一个mRNA，可是就说了一句话，自己就睡着了。DNA：“mRNA他在哪里？”蛋白答非所问：“他说他很想念你。”DNA笑了：“我也很想念他。”蛋白：“他已经被降解了。”蛋白：“有时候我却羡慕他。”DNA：“为什么？”蛋白看看DNA，说：“因为你在想念他啊。”蛋白说完，忽然觉得湿湿的。原来是自己哭了。哭着哭着，蛋白就水解了。（= =|||||||||||||||||） =======================================DNA终于又转录了一个mRNA。DNA说：“你好，我是你的模板。”mRNA说：“你好，我是mRNA。”DNA仔细地看着mRNA：“你和他，真是一模一样。”mRNA：“谁？”DNA：“我上一次转录的mRNA。”停了停，又说：“你们明明是一样的，为什么我还在想念他呢？”说完，DNA慢慢合上了眼睛（…）。如果相遇的尽头注定是错过，是不是，还是做一个内含子好一些呢？

用最通俗的话来讲一下。提醒，可能毁三观。

首先要明白什么是蛋白质和核酸，这俩不是一种东西。这两种东西都是大分子聚合物，比分子大，比细胞小。肌肉是一种蛋白质，脂肪是一种酸。核酸是细胞核里的一种酸或更下流的比喻就是一团肥肉。这样就明白了吧。就是这样一个关系，两种并存，关联，共同构成生物体的物质。

蛋白质的基本成分是氨基酸分子。只有20种，但蛋白质有好多好多种，20的排列组合是多少？不用算了可以重复的。核酸有两种，dna是脱氧核糖核酸，rna是核糖核酸。dna少了一个氧原子（实际是一个羟基，OH)，总之是差不多的东西执行不同的功能。

Dna是核酸，脱氧核糖核酸。染色体是由dna和蛋白质构成的。

所以可以想象，dna就是一串串的肥肉，构成梯子横条，旁边用肌肉串联加固构成梯子腿。肥肉有四种，猪牛羊鸡，即atgc四种碱基，两两配对构成一个梯子条，所以dna有排列顺序。

在人体中脂肪是储存能量的，肌肉是做功的，这里也类似。肥肉，即dna用来储存遗传信息。一串肥肉，比如几个梯子条，嗯，dna片段，根据特定的肥肉种类和排列顺序，可能代表一些固定的遗传信息。这些就叫基因。所以基因不是蛋白质，肥肉练不成肌肉。

在复制过程中，梯子纵向拆开，变成两根棍上穿着肥肉，可以烤串啦。这时rna爬过来，把氨基酸根据肥肉的顺序组装起来组成蛋白质，蛋白质再去干活。这样复制的蛋白质就有原来的遗传信息。dna比较稳定，用来储存信息，rna比较灵活，用来帮助复制信息或控制基因开关等。具体的过程其他答案已答。更深入的还有核苷酸，碱基，氢键，mRNA, rRNA, tRNA, miRNA等等，可以进一步了解。

有用点赞啊！你要还不明白，就烤串去吧。不对请指正。

基因、染色体、蛋白质、DNA、RNA都是人体非常重要的组成部分，它们之间并非以谁包含谁的形式存在，而是存在联系的同时又有许多不同的地方。

基因

在这几个物质中，基因所涵盖的范围是最小的，但它的功能却是最强大的。

在生物学的书籍上，只是提到了基因是具有遗传效应的DNA片段，这个定义是针对以DNA为遗传物质的生物；

而以RNA为遗传物质的生物，基因是有遗传效应的RNA片段。

可以说，基因主要存在DNA和RNA上，它可以支持生命的基本构造和性能，是决定生命健康的内在因素，人体的生长、衰老、病死等等，一切生命现象都与基因相关。

DNA

又称脱氧核糖核酸，是由脱氧核苷酸组成的大分子聚合物，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
• 鸟嘌呤
• 胸腺嘧啶
• 胞嘧啶

DNA分子结构中，有两条脱氧核苷酸链围绕一个共同的中心轴盘绕，构成双螺旋结构。

RNA

又叫核糖核酸，是以DNA的一条链为模板，以碱基互补配对原则，转录而形成一条单链。一个核糖核苷酸分子由磷酸、核糖和碱基构成，RNA的碱基主要有4种为：

• 腺嘌呤
• 鸟嘌呤
• 咆嘧啶
• 尿嘧啶

它的主要功能跟DNA一样，是实现遗传信息在蛋白质上的表达。

DNA与RNA的差异，如下图：

这里我们要提到的是，很多时候我们会听到冠状病毒不断的变异，乙肝病毒我们却从没听到有变异的情况。

这主要是因为冠状病毒以RNA为遗传物质，它的不稳定性使得基因变异更加容易；而DNA的结构相对稳定，可以在很长一段时间，不会出现基因变异的情况。

染色体

是由DNA和蛋白质构成的，每一条染色体上有一个DNA分子，染色体作为DNA分子的主要载体，存在于细胞核内。

一个人体细胞的细胞核上有23对染色体，每个染色体上有三万多个基因。

蛋白质

蛋白质是一大类分子，在蛋白质中含有可以构建DNA的一些成分，DNA的合成依赖蛋白质，并且DNA的复制、转录等都需要蛋白质酶的参与。

而蛋白质的合成又需要DNA的参与，可以说两者是相互依存的关系，但是蛋白质中是不含有DNA的。

这样也就比较清楚了，

• 基因是具有遗传效应的DNA和RNA片段
• RNA只是相当于DNA的一半模板
• DNA和蛋白质可以组成染色体
• 人体的每个细胞拥有23对染色体，每个染色体有数万个基因
• 蛋白质中含有一些可以构成DNA的成分，但是蛋白质中是不包含DNA的

基因的化学本质是核酸，几乎所有生物的基因都是脱氧核糖核酸（DNA），只有少数病毒是核糖核酸（RNA）。

但是，核酸并不一定是基因，只有这段核酸分子具有了遗传效应，才能称之为基因。

把细胞比作房子，基因就是记录如何建造这栋房子的图纸。

要理解基因，得知道两类生物大分子：核酸和蛋白质。

-----------------------------------我是蛋白质分割线----------------------------------------

蛋白质是神物体最重要的一种生物大分子之一，生命的活动都是基于蛋白质的。

胰岛素分子结构示意图

蛋白质的功能大致可以分为两类：

1、生命的结构物质。

例如构成毛发的角蛋白、结蹄组织上的胶原蛋白、细胞膜上的各种蛋白等。

2、具有各种生化功能。

例如具有催化作用的酶、免疫作用的免疫球蛋白、具有生理调节作用的各类激素蛋白（例如胰岛素）、具有运输作用的各类载体蛋白（例如运输氧气的血红蛋白、运输脂类的载脂蛋白）、提供能量（当人饿到极致的时候，就会开始大量消耗蛋白质来提供能量了，一旦到了这个时候，人也差不多要挂了）等。

可以这么说：蛋白质的种类和数量决定了生物体的特点。 举个例子，胡萝卜和苹果的不同除了结构蛋白的不同外，还在于所含非蛋白分子的不同，细胞中的非蛋白分子的区别，又源于蛋白质分子的不同。例如，胡萝卜里有合成胡萝卜素的酶，苹果里没有或含量甚微；苹果里有合成苹果酸的酶，胡萝卜里没有或含量甚微。

虽然蛋白质的功能千千万，但是其基本单元却很简单。 蛋白质是由肽链缠绕折叠形成的。有的蛋白质只有1条肽链，更多的蛋白质则有多条肽链。 肽链是由氨基酸构成的，组成人体蛋白质的氨基酸有20种。

肽链的不同取决于氨基酸的数量和序列的不同。氨基酸的数量和序列相同，那么肽链也是相同的。

相同的肽链折叠出的蛋白质不一定相同。最典型的例子就是朊病毒。

“朊”（ruǎn）是蛋白质的旧称，朊病毒指的是蛋白质病毒，它可以引起疯牛病等疾病。朊病毒的氨基酸序列和数量与大脑中的一种正常蛋白质完全相同，但是空间结构不同。它遇到正常的蛋白时，可以让正常的蛋白质发生折叠错误而变成朊病毒，这有点类似被僵尸咬了的人会变成僵尸。 （蛋白质的折叠目前还是个迷，蛋白质的折叠方式可以说是“第二遗传密码”，这个与本问题的关系不大，就不多说以免搞晕大家）

蛋白质、肽链、氨基酸的关系可以简化为： 氨基酸的数量和序列可以决定肽链的种类，肽链的种类又可以决定蛋白质分子的种类。 也就是说，氨基酸的数量和序列可以决定蛋白质的种类，进而决定生物体的特点（例如是苹果还是胡萝卜）。

那么问题来了，氨基酸的数量和序列又是由什么决定的呢？

------------------------------------我是蛋白质合成分割线---------------------------------

我们先看看蛋白质是怎么合成的。 中学生物应该学过：生命活动的最小单元是细胞。

也就是说，苹果和胡萝卜的不同，在于细胞的不同，细胞的不同，又在于细胞合成的蛋白质的不同，蛋白质的不同又在于氨基酸的数量和序列不同。

小学科学课上就会学到细胞，甚至还会学到细胞核、细胞壁和胞间连丝。高中生物会学到细胞器。 在细胞里有一种细胞器，叫做核糖体。 它长这样（左边图片的蓝色的那个葫芦形的东西以及右边图片的小球就是核糖体）：

核糖体是合成蛋白质的工厂。合成蛋白质的原料是氨基酸，细胞内到处都是。

现在工厂有了，原料也有了，能量可以从线粒体中获得。还差什么呢？

想象一下，一家零件加工厂，有了工厂，有了原料，还差什么呢？

没错，图纸。没有图纸，你怎么知道是要把原料加工成齿轮，还是加工成轴承？ 那么，合成蛋白质的图纸在哪儿呢？

看到附有核糖体的那根长条形的上面有4种颜色的长短不一的牙齿一样的东西不？没错，那就是合成蛋白质的图纸，学名叫做信使RNA（mRNA）（PS：“信使RNA”整体作为一个名词，不是信使，RNA）。 mRNA的结构是这样：

这张图对于“化学恐惧症”的人可能会晕，没关系，可以简化成这样：

绿色的小球是磷酸、蓝色的五边形是核糖，红色的方框是碱基。 磷酸与核糖构成了RNA的“骨架”，也就是蛋白质合成“说明书”的“书”。“碱基”则是文字，碱基的排列顺序和数量构成了蛋白质合成“说明书”里的“说明”。

我们知道，文字能记录海量的信息，但文字也是数量巨大，例如常用汉字就有3000个，英语则更多，光是考研英语要背的单词就在数千个。那么，蛋白质合成说明书的“文字”有多少种呢？

4种。没错，你没看错，就只有4种，分别是： 腺嘌呤（A）、尿嘧啶（U）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）。

不会吧？就算是英语的字母都有26个呢。4种碱基能记录多少信息呢？

简单计算一下就能知道： 如果mRNA只有1个碱基的长度，那么就能记录4种不同信息，如果是2个碱基的长度，就是4×4=4²种信息，3个碱基长度，就是4³……N个碱基的长度，就是4的n次方。 只要有32个碱基，那么就能记录4的32次方种信息。把每一种信息换算成一粒稻谷，那么全世界生产2000年也生产不了这么多的稻谷。更别说mRNA的长度往往远不止32个碱基对。 可怕不？这就是数学的魅力。

好了。现在有了工厂，有了原料，有了图纸，能开工了么？ 还是不能。 因为，没有工人。 没有工人，谁来把原料搬到生产线上进行生产呢？

细胞内当然不缺蛋白质合成的“工人”，它叫做转运RNA（tRNA）。它长这样：

这是它的二级结构，像个三叶草一样。实际上它的立体结构比这复杂多了（也丑多了），为了避免弄晕大家，大家只管把它当成三叶草形就好了。

三叶草的“柄”可以抓一个氨基酸，柄对面的那片“叶子”上有3个外露的碱基。 转运氨基酸的时候，tRNA的氨基酸接受臂会“抓着”一个氨基酸分子，外露的三个碱基会去与核糖体上的mRNA上的碱基配对。 碱基配对是有原则的，不能乱配的，不然“文字”就失去了意义了，就像胡乱组合的汉字什么信息也表达不了一样。

碱基配对的原则是：A只能配U，G只能配C。例如，假设tRNA上的三个碱基是ACG，那么它就只能找mRNA上UGC的位置去配对。 tRNA上的三个碱基组合叫做反密码子，mRNA上与tRNA配对的三个碱基组合叫做密码子。 通过排列组合可以知道，3个碱基位可以排列出64种组合，但是氨基酸只有20种。因此，必然会有1种氨基酸有多个密码子的情况。 这意味着，1种氨基酸可以有多种tRNA来转运，而1种tRNA只能转运1种氨基酸。64种密码子里，有3种是终止密码子，对应的tRNA是不携带氨基酸的，即“空载”的。

核糖体这座“工厂”里有3个“厂房”，分别是P位点、A位点和E位点。 tRNA携带着氨基酸进入A位，其所携带的氨基酸与位于P位的tRNA携带的氨基酸结合形成肽链，然后P位的tRNA释放，去转运新的氨基酸，A位的tRNA移至P位，A位被新的携带氨基酸的tRNA占据，重复上述过程。 该过程动画如下：

当遇到终止密码子时，空载的RNA会进入E位，导致核糖体空间构想改变，释放出已经合成完成的肽链。然后肽链进入高尔基体等细胞器进行折叠和加工，最后成为成熟的蛋白质，发挥生化功能。

至此，大家应该明白了。氨基酸的序列和数量是由mRNA的碱基序列和数量决定的。 于是有了如下关系：

mRNA碱基数量和序列决定氨基酸数量和序列，氨基酸数量和序列决定肽链的种类，肽链的种类又决定蛋白质的种类，蛋白质的种类又决定了生物的性状。 因此，mRNA的碱基数量和序列决定了生物的性状。

--------------------------------------我是DNA分割线---------------------------------------

莫非，mRNA就是所谓的“基因”？

非也。 RNA相对不稳定，难以长久稳定地保存遗传信息。你可以理解为在沙子上写的字，风一吹就没了。 想稳定地保存信息，就需要一种更稳定的分子，这就是脱氧核糖核酸，也就是大家所熟知的DNA。它长这样：

DNA上也有4种碱基，与RNA不同的是没有尿嘧啶（U），替代尿嘧啶与腺嘌呤配对的是胸腺嘧啶（T）。DNA碱基的配对原则是A-T，G-C，碱基之间通过氢键结合形成，并进一步形成双螺旋结构。

DNA分子很大很大。可以这么说，大家看到过的DNA图片都不是一个完整的DNA分子。为什么呢？因为DNA的直径是5nm，但是整个DNA分子的长度是分米级的。如果图片上的DNA分子直径放大到5毫米，那么整个DNA分子的长度就将达到100千米的数量级，这显然不是一张图片能放得下的。 因此，大家平时看到的DNA都只是整个分子的局部。

DNA分子这么长（相对于宽度而言），如果让其在细胞内任意活动，恐怕早就缠绕得一塌糊涂了，飘得整个细胞都是。 因此，DNA分子一般都会与蛋白质结合缠绕压实，不会飘得整个细胞都是。

原核生物的基因组DNA都集中在一个叫做拟核的地方，真核生物则直接将DNA“关”在细胞核里面，用双层核膜将DNA包起来，形成细胞核，只有在细胞分裂的会“放”出来（有丝分裂时细胞核的核膜会解体，高中生物的内容）。有没有细胞核是真核生物与原核生物的最大区别。

即使是被关在细胞核里，由于真核生物的DNA分子长度巨大，一种生物往往拥有多个DNA分子（例如水稻有24个DNA分子），它也不能让DNA分子在细胞核内乱窜。因此，真核生物的DNA经过多重的缠绕在蛋白质上形成了染色质。平时DNA都缠绕在染色质中，只有在需要的时候才会解开。在细胞分裂时，染色质会进一步缠绕成染色体。

图：DNA缠绕成染色体

------------------------------基因是具有遗传效应的DNA片段--------------------------------

既然遗传信息都在DNA上，那么基因就是DNA分子吗？

这么说也不全对。

因为DNA分子巨大，信息量也是巨大的，有的片段具有遗传效应，有的片段不具有遗传效应（可以简单地认为有它没它都不影响生物生存繁衍）。

所谓基因，是指具有遗传效应的DNA片段。

细胞核就像是一个图书馆，一个DNA分子就是图书馆里的一本书。 一本书里的信息量巨大，但不是每句话都有用。基因，则是DNA这本书里“有用”（具有遗传效应）的那段文字。 由于这本书是不能带出图书馆的（DNA不能离开细胞核），因此，要将书里的信息用于指导细胞核外的“工厂”生产蛋白质，就必须“抄录员”将信息抄录之后带到细胞外，这个“抄录员”就是mRNA，抄录的过程叫做“转录”。

转录的时候，DNA双螺旋会暂时打开。DNA有两条链，其中只有1条链具有转录功能，这条链叫做模板链或反义链，另一条叫做编码链或有义链。 mRNA转录完成并成为成熟的mRNA后，穿过核孔，来到细胞质中，开始合成蛋白质之旅。

一个基因可以合成一个蛋白质，也可以合成多种蛋白质，或是合成一种蛋白质的亚基，这种蛋白质亚基与其他基因合成的蛋白质亚基组成一个蛋白质。 基因也可以不合成蛋白，而是转录出一些具有生理功能的RNA。 基因是DNA分子的某个片段，而DNA分子又位于染色体上，1个DNA分子对应1条染色体。 因此，基因位于染色体上，一条染色体有多个基因。

最近有两件事情特别火，一件是崔永元跟复旦大学生命科学院教授卢大儒激辩“黄金大米到底转了几个基因”，另一件是美国好莱坞影星安吉丽娜朱莉由于遗传了母亲的癌症易感基因，为了预防癌症的发生而切除了卵巢和输卵管。这两件热门事件中都涉及一个概念--基因。那么什么是基因呢？

在人民教育出版社八年级下册的生物学教科书上，是这样写的：基因在细胞里存在于遗传物质—DNA分子上。DNA分子主要存在于细胞核中，是长长的链状结构，外形很像一个螺旋状的梯子。组成DNA的，是碱基和一些别的东西。碱基通常是成对出现的--A总是配T，C总是配G，一组配对就是一个碱基对（图1）。

DNA分子含有许多有遗传功能的片段，其中不同的片段含有不同的遗传信息，分别控制不同的性状。例如，有的片段决定你是什么血型，有的片段决定你的眼睛是单眼皮还是双眼皮的，有的片段决定虹膜是黑色的还是褐色的等等。这些片段就是基因。所以说，基因是有遗传效应的DNA片段。

细胞核内的DNA分子和他们所携带的基因大多规律地集中在染色体（chromosome）上（图2）。如果将正在分裂的细胞用碱性染料染色，再放在显微镜下观察，你会发现细胞核有许多被染成深色的物质（图3），这些物质就是染色体。染色体主要是由DNA分子和蛋白质分子构成的（图4），而且每一种生物细胞内染色体的形态和数目都是一定的，比如说人类有23对共46条染色体（图5、图6）。一般情况下，在生物的体细胞中，染色体是成对存在的，如人的体细胞中染色体为23对（图6）。DNA分子是成对存在的，基因也是成对存在的，分别位于成对的染色体上，如人的体细胞中23对染色体就包含着46个DNA分子，含有数万对基因，决定着人体可遗传的性状。

能问出这个问题，应该只是高中生的水平，楼上一大片专业词汇加专业英语对于高中生而言理解稍有难度，我试试更直白的说法。

在高中生物里我们提到和遗传有关的物质有染色体，染色质，基因，dna。学习的顺序是我们先学染色质和染色体的成分和功能，然后再学习染色体在减数分裂过程中的行为而引出孟德尔的两大遗传规律，再讨论了基因在染色体上，之后再学dna是主要遗传物质，最后再说基因就是有遗传效应的dna片段。那么在这个过程里学习时间分布在两个学期，所以混乱是正常的。

首先我们要明确这几种物质的关键点是dna，中文名是脱氧核糖核酸，这是一种大分子物质，只要具备细胞结构的生物的遗传物质都是这个。dna是由多个小分子的基本单位——脱氧核苷酸组成。脱氧核苷酸由三部分组成，即五碳糖（脱氧核糖）、磷酸基团、含氮碱基。含氮碱基有四种A腺嘌呤、G鸟嘌呤、C胞嘧啶、T胸腺嘧啶。所以脱氧核苷酸因为连的碱基不同也分为四种。这四种脱氧核苷酸以磷酸二酯键相连，形成脱氧核苷酸长链，两条长链反向平行以磷酸基团和五碳糖交替连接在外侧构成dna的基本骨架，内侧碱基按碱基互补配对原则（A—T C—G）以氢键连接形成碱基对。不同数量不同排列顺序的碱基对就带有了丰富的遗传信息了。

一个dna分子可以分为很多片段，有些片段可以指导合成相应的蛋白质并且把所携带的遗传信息传递下去，这种片段我们称为具有遗传效应。这种具有遗传效应的dna片段就是基因啦！一个dna上是可以具有多个基因的。

Dna分子在真核生物中并不是裸露存在的，它会与组蛋白纠缠扭曲在一起形成丝状物，这就是染色质，因为可以很容易被碱性染料染色所以这样叫它。在细胞分裂的过程中，染色质会高度螺旋化形成又短又粗的染色体。他们两是同一物质在不同时期的两种形态。

总结:基因是有遗传效应的dna片段，dna和蛋白质扭缠一起形成染色体，也就是说，染色体是基因在前后代传递的载体！

详见基因地图