基因的本質(zhì)確定后，人們把視線轉(zhuǎn)移到基因基因傳遞遺傳信息的過程上。在20世紀50年代初，人們移動的基因與蛋白質(zhì)間似乎存在著相應(yīng)的聯(lián)系，但基因中的信息怎樣傳遞到蛋白質(zhì)上這一基因功能的關(guān)鍵課題在60~70年代才得以解決。   
     （一）中心法則  
     中心法則主要是描述遺傳信息是如何在DNA、RNA和蛋白質(zhì)之間流動的的。從生物學(xué)中心法則出發(fā)，基因就是DNA分子上的許多個片段。以它們?yōu)槟０褰?jīng)過轉(zhuǎn)錄和翻譯能合成一天完整的多肽鏈。中心法則認為遺傳信息流是單項的控制學(xué)的發(fā)展，由DNA轉(zhuǎn)錄給RNA，再由RNA進入細胞質(zhì)傳遞、表達為蛋白質(zhì)。隨著科學(xué)的發(fā)展，人們越來越發(fā)覺事情并非如此。1970年，巴爾的摩（D.Baltimore）和特明(H.M.Temin)在致癌的RNA病毒中發(fā)現(xiàn)了一種酶，它能以TNA為模板合成DNA，他們稱這種酶為依賴RNA的DNA聚合酶，稱為逆轉(zhuǎn)錄酶。這一發(fā)現(xiàn)完善了當事的中心法則，兩位科學(xué)家因此獲得了諾貝爾獎。他們發(fā)現(xiàn)有的RNA可以作為DNA復(fù)制的模板進行逆轉(zhuǎn)錄和存在RNA逆轉(zhuǎn)錄酶的實例，說明信息能過反向流動，即由RNA→DNA，改變遺傳信息?？梢哉f，“DNA→RNA→蛋白質(zhì)”的遺傳信息流，是生物繁衍后代保持物種穩(wěn)定的轉(zhuǎn)錄信息流；但“蛋白質(zhì)→RNA→DNA”以及“蛋白質(zhì)→DNA→RNA”的信息流向，是促使生物不斷地適應(yīng)環(huán)境，不斷進化的另一個必不可少的重要的信息流。正是由于雙向的信息流，才能使生物從低級到高級、從簡單到負責、從單一到豐富，從而形成豐富多彩的生命世界。
     （二）中心法則遇到的挑戰(zhàn)
     除了傳統(tǒng)意義上的遺傳信息外，近年來科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了我大量隱藏在DNA序列之中或之外更高層次的遺傳信息，使遺傳學(xué)家不得不重新審視以前“根深蒂固”的生命科學(xué)規(guī)律。多年來，分子生物學(xué)領(lǐng)域公認的中心法則遇到了前所未有的挑戰(zhàn)。目前認為，這些高層次基因組信息主要包括非編碼RNA（non-codingRNA）、DNA甲基化和組蛋白共價修飾等表觀遺傳學(xué)信息。表觀遺傳學(xué)是指在基因的DNA系列沒有發(fā)生改變的情況下，基因功能發(fā)生了可遺傳的遺傳信息變化，并最終導(dǎo)致了表型的變化。它是不符合孟德爾遺傳規(guī)律的細胞核核內(nèi)遺傳。由此我們可以認為，基因組含有兩類遺傳信息，一類供生命必需蛋白質(zhì)的模板，稱編碼遺傳信息，另一類是表觀遺傳信息，它提供了何時、何地、以何種方式去應(yīng)用遺傳信息的指令。因此，準確的說，現(xiàn)在看來，中心法則不是驚喜、逐一地專遞系列信息的通道，而是一個動態(tài)的分子遺傳信息的加工流水線。  
     （三）遺傳編碼信息和表觀調(diào)控信息
      21世紀，生物遺傳信息的范圍在擴大，遺傳編碼信息和表觀遺傳信息成為生物遺傳信息的兩個支柱。染色質(zhì)DNA的甲基化是表觀遺傳信息的主要形式，據(jù)稱人單倍體基因組有5000萬個CpG位點，有“甲基化”和“未甲基化”兩種形式，這樣就存在巨大的DNA甲基化可能組合，可儲存大量的信息。此外，染色質(zhì)另一組分組蛋白的氨基端發(fā)生多組合修飾，可調(diào)控其本身進入DNA的通道，不同的組蛋白氨基端修飾，對染色體結(jié)合蛋白產(chǎn)生協(xié)同或拮抗作用，從而調(diào)控染色質(zhì)轉(zhuǎn)錄活動或沉寂狀態(tài)的動力學(xué)轉(zhuǎn)換。
      研究表明，一個細胞的甲基化形式大致代表了該細胞表達特征的藍圖，組蛋白氨基端修飾的組合方式構(gòu)成“組蛋白密碼”。這些信息表達和傳遞的交叉組合和互相調(diào)節(jié)，極大地擴大了遺傳密碼的信息儲存。同時，隨著功能基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)的發(fā)展，人們逐漸認識到蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的特異性和重要性，基于蛋白質(zhì)和酶的空間結(jié)構(gòu)特異性決定其作用物、產(chǎn)物的特異性，有人提出“空間密碼”的理論，認為蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)與修飾的模式也能體現(xiàn)病傳遞核遺傳信息，謂之“蛋白質(zhì)遺傳”。此外，尚有“糖密碼”的報道等。這些都提示，遺傳信息并非僅僅是中心法則所說的信息大分子中的一級序列，大分子“構(gòu)型”（ocnformation）本身也是一種信息，而且可以是一種遺傳信息。因此，基因的概念的外延似乎就因隨著遺傳信息范疇的擴大而又所拓展。