基因表达主要由两个步骤组成：基因转录和mRNA翻译。基因则在三个层面发挥作用，首先是DNA层面，其次是微生物层面，最后是多细胞生物层面。在微生物层面，基因使微生物能够根据环境变化调整代谢方式，这种通常是短暂且可逆的。而在多细胞生物中，基因是细胞分化、形态发生和个体发育的关键因素，这种通常持久且不可逆。
基因在生物学研究中具有广泛意义，是遗传学和分子遗传学的重要研究领域。通过研究基因，科学家能够理解微生物如何避免过度合成氨基酸和核苷酸等物质。如果改变调节基因，可以培育出大量合成这些物质的菌株，这在发酵工业中具有重要应用，可大幅提高产量。
在遗传工程中，基因理论的应用使得外源基因的表达成为可能，这是重组DNA技术的核心。因此，深入理解基因不仅对科学研究至关重要，还具有显著的生产实践价值。
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