Gen, yaşayan bir organizmadaki moleküler bir kalıtım ünitesidir. Gen, yaşayan bir organizmada bir işlevi olan bir protein çeşidini ya da RNA zincirini kodlayan bazı DNA ve RNA yaylarına verilen bir isimdir. Bütün proteinleri ve RNA zincirlerini belirlediklerinden, yaşayan canlıların hepsi genlere bağlıdır. Genler, bir organizmanın hücrelerinin inşa edilmesi ve korunması ayrıca genetik özelliklerinin çocuklarına geçmesi için gerekli bilgileri taşısa bile bazı organeller (örneğin mitokondri) kendi kendini yeniler ve organizmanın DNA’sı tarafından kodlanmış değildir. Bütün organizmaların birbirinden farklı çeşitli biyolojik özelliklere karşılık gelen çok sayıda geni vardır. Bu özelliklerin bazıları görünürdür. Örneğin, göz rengi ya da uzuv sayısı. Bazıları da görünmez. Kan grubu ya da beli başlı bazı hastalıklara karşı taşınan risk ya da hayatı oluşturan binlerce temel biyokimyasal süreç gibi.

Genin işleyen çağdaş tanımı “düzenleyici bölgeler, kopyası çıkarılmış bölgeler ve diğer işlevsel dizi bölgeleri ile alakalı bir kalıtım ünitesine karşılık gelen genomik dizinin yerleştirilebilir bölgesidir.” Gen teriminin konuşma diline ait kullanımı (örn; “iyi genler”, “saç rengi geni”) ile aslında kastedilen alel olabilir: Gen,  temel talimat, nükleik asit dizimi (DNA ya da virüsle ilgili durumlarda RNA) iken, alel bu genin biraz değişiğidir. Kalıtımdan bahsetmek için gen denilmesi, artık bilimsel olarak kabul gören bir kullanım değildir. Çoğu durumda, mevzubahis özellik için bir gene sahiptir ancak bazı kişilerde kalıtım değişikliğiyle sonuçlandıran aynı genin belli başlı bir aleli olacaktır.

Kromozomlar

Bir organizma veya hücredeki genlerin tam takımı genom adıyla bilinir. Bunlar bir veya birden fazla kromozomda depolanabilir. Belli başlı bir genin kromozomda yerini aldığı bölgesine loküs denir. Bir kromozom, binlerce genin kodlandığı tek ve çok uzun bir DNA sarmalından oluşur.

Genetik kod

Genetik kod, genlerin işlevsel bir proteine çevrildiği bir dizi kuraldır. Her bir genin DNA ipine (ya da bazen RNA) ipine kodlanmış belli bir nükleotid dizisi bulunur; genlerin işlevsel proteinlere başarılı bir şekilde çevrilmesi için nükleotidler arasındaki bir uyuşma, genetik malzemenin temel yapıları ve aminoasitler, proteinlerin temel yapıları kurulmalıdır. Kodon olarak bilinen üç nükleotid dizisinin her biri belli bir aminoasit ya da sinyale karşılık verir, gen ucundaki çeviri düzeneğini uyarır. Kodon ve aminoasitler arasındaki uyum neredeyse bilinen tüm canlı organizmalarda evrenseldir.

Kopyalama

Genetik kopyalama süreci, kopyalandığı DNA’nın tamamlayıcı nükleid dizisine sahip, haberci RNA olarak bilinen tek ipli RNA molekülünü üretir. RNA’daki dizisine karşılık gelen DNA ipi dizisi kodlama ipi adıyla bilinir ve RNA’nın sentezlendiği ipe de şablon ip denir. Kopyalama, RNA polimeraz denen bir enzim tarafından gerçekleştirilir.

DNA replikasyonu ve kalıtım

Organizmaların büyümesi, gelişmesi ve çoğalması hücre bölünmesine ya da tek bir hücrenin genellikle birbirinin aynı iki hücreye bölünmesi işlemine bağlıdır. Bu öncelikle DNA replikasyonu denilen süreçte genomdaki her bir genin ikinci bir kopyasının yapılmasını gerektirir.

DNA replikasyonu tamamlandığında, hücrenin iki genom kopyasını fiziksel olarak ayırıp farklı membrana bağlı iki hücreye ayırması gerekir.