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DNA 分子中的核苷酸序列決定了 RNA 和蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)，進(jìn)而控制細(xì)胞功能。基因表達(dá)通常需要轉(zhuǎn)錄和翻譯（非編碼RNA不需要翻譯，具有一定結(jié)構(gòu)的RNA的功能），哪些基因被轉(zhuǎn)錄，從哪里開(kāi)始轉(zhuǎn)錄，哪些細(xì)胞或組織需要表達(dá)等等，受到嚴(yán)格監(jiān)管。

我們稱與 mRNA 序列相同的 DNA 鏈為編碼鏈或有義鏈；引導(dǎo) mRNA 合成并與 mRNA 互補(bǔ)的 DNA 鏈稱為模板鏈?；蚍戳x鏈。下圖顯示了一個(gè)示例。

雙鏈DNA及其對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)錄物示意圖

如上圖所示，雖然DNA是雙鏈的，但對(duì)于特定的基因，在轉(zhuǎn)錄過(guò)程中只有其中的一條鏈作為模板。原核基因或真核葉綠體與線粒體基因多為重疊基因，真核基因與基因間常存在間隙。這里只是一個(gè)例子。

大腸桿菌基因組上的一個(gè)小區(qū)域

上圖是大腸桿菌基因組的一個(gè)片段。基因在染色體上有特定的排列順序和方向。RNA聚合酶在轉(zhuǎn)錄時(shí)只能沿5'到3'方向進(jìn)行，所以對(duì)于特定的基因，轉(zhuǎn)錄時(shí)只能以特定的DNA鏈為模板。例如，對(duì)于上圖中的基因a，只有上面的DNA鏈可以作為模板進(jìn)行轉(zhuǎn)錄。對(duì)應(yīng)的編碼鏈，即與mRNAa具有相同序列的鏈，是不用作模板的較低DNA鏈。在編碼鏈（下一條）中，基因a沿5'到3'方向排列轉(zhuǎn)錄翻譯分別以誰(shuí)為模板，轉(zhuǎn)錄本也沿該方向，按照模板鏈（非編碼鏈）進(jìn)行轉(zhuǎn)錄。

因此，對(duì)于給定的染色體，當(dāng)上位基因轉(zhuǎn)錄時(shí)，轉(zhuǎn)錄方向根據(jù)基因的方向而不同。不同的轉(zhuǎn)錄方向需要不同的編碼鏈作為模板，因此兩條DNA鏈都有機(jī)會(huì)作為模板。于轉(zhuǎn)錄。但是對(duì)于一個(gè)特定的基因，它在染色體上的位置和方向是固定的，所以當(dāng)這個(gè)基因被轉(zhuǎn)錄時(shí)轉(zhuǎn)錄翻譯分別以誰(shuí)為模板，只有兩個(gè)DNA中的一個(gè)作為模板。