גנטיקה

התפקיד השכיח ביותר של גנים הוא קידוד לחלבונים או לחלקי חלבונים (פפטידים), זאת באמצעות הקוד הגנטי הטמון בנוקלאוטידים המרכיבים את הגנים. גנים רבים אינם מקודדים חלבונים, אלא מהווים מנגנון בקרה לקידוד חלבונים על ידי גנים אחרים.
אופן התבטאות הגנים ותוצריהם הם אלו הקובעים את מכלול התכונות של כל הייצורים החיים, בשילוב עם תנאים סביבתיים. הגנים מועברים בתורשה מכל פרט לצאצאיו. הגנים הם יחידות התורשה, והם המקור לדימיון הרב בין הורים וצאצאיהם.
כל אחד מהגנים מורכב מ-DNA בעל כמה אלפי נוקלאוטידים. חלק מהגנים אשר משועתקים ומתורגמים לחלבון. החלבון המיוצר משתלב בתהליכים תוך-תאיים סבוכים וכך משפיע על או קובע את התכונה הקשורה לגן. לפעמים חלבון מיוצר על ידי קבוצה של מספר גנים, אשר כל אחד מהם מקודד חלק מהחלבון. לאחר תום התרגום מתאחים החלקים השונים והופכים לחלבון השלם. קיימים חלבונים רבים שתפקידם עדיין אינו מובן.
גנים רבים אינם מקודדים חלבונים, אלא משתתפים בבקרה. גנים אלו מעודדים או מדכאים שעתוק ותרגום של גנים אחרים, או מאפשרים שעתוק רק בתנאים מסוימים (למשל בנוכחות חומר מסוים בתא) ועוד.
ישנן תכונות הנקבעות על ידי גן בודד (למשל צבע הפרח באפונת הגינה), אך רוב התכונות נקבעות על ידי מספר גנים יחדיו ואף בשילוב עם גורמים סביבתיים ונקראות על כן תכונות מורכבות. צבע עיניים למשל, נקבע על ידי צירוף של ארבעה גנים שונים.