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DNA 分子中的核苷酸排列顺序决定了 RNA 及蛋白质的基本结构，进而控制细胞功能。基因的表达通常需要转录、翻译（non-coding RNA 无需翻译，作为具有一定结构的 RNA 行使功能），转录什么基因，从哪里开始转录，哪些细胞或组织需要表达等，都是严格受到调控的。

我们把与 mRNA 序列相同的那条 DNA 链称为编码链 (coding strand) 或称有意义链 (sense strand)；把指导 mRNA 合成的，与 mRNA 互补配对的 DNA 链称为模板链 (template strand) 或反义链 (antisense strand)。举例如下图。

如上图所示，虽然 DNA 是双链，但是对于某个特定基因，转录的过程中只以其中一条链做模板。原核生物的基因或者真核生物叶绿体、线粒体基因多是重叠基因，真核生物基因与基因间常有间隔。在此仅举一例。

上图是大肠杆菌基因组的一个片段。基因在染色体上有特定的排列顺序和方向。RNA 聚合酶在进行转录时只能沿着 5'到 3'的方向进行，所以对于特定的基因，转录时也只能使用特定的 DNA 链作为模板。例如上图中的 gene a，只能以上边一条 DNA 链做模板进行转录，对应的编码链也就是序列跟 mRNAa 相同的链是下边一条不做模板的 DNA 链。编码链（下边那条）中，基因 a 沿着 5'到 3'的方向排列，转录本也是沿着这一方向，根据模板链（非编码连）转录出来。

因此，对于一条给定的染色体，上边的基因进行转录时，转录方向依据基因方向不同而不同，不同转录方向就要用不同的编码链做模板，所以DNA 的两条链都有机会作为模板用于转录。但对于一个特定的基因，其在染色体上的位置和方向是固定的，那么这一个基因转录时，只会用到两条 DNA 中的一条作模板。