基因當今的象徵意義，是由從19世紀起的兩條主線編織而成。1858年，阿爾弗雷德·羅素·華萊士（Alfred Russel Wallace）和查爾斯·達爾文（Charles Darwin）提出了令人咋舌的新體系來理解生命，這一體系完全是唯物的，脫離了神秘主義的桎梏。他們稱，生物的多樣性是源於共同祖先的趨異演化，生物現在的性狀與功能則是自然選擇的結果。達爾文和華萊士的學說產生在一個信仰牛頓的時代。這個時代的科學是依照“自然法則”來了解存在。達爾文在其演化生物學的奠基之作《物種起源》中表示，在這個殘酷競爭的世界中，自然選擇同重力一樣，是一種普遍的、基本的決定性力量。
演化決定論是基因比喻的第一根主線——自然選擇只保留遺傳來自過去的成功生物體的性狀。另一根主線則來自一位與達爾文同時代的人，格里哥·孟德爾（Gregor Mendel），他透過研究豌豆瞭解遺傳的本質。孟德爾的發現也完美切合了牛頓式的世界觀。如果說自然選擇像重力一樣，是自然法則，那麼孟德爾遺傳定律便為探明構成生命的基本元件帶來了希望。孟德爾透過選擇特定的純合形狀發現了遺傳的規律，並由此為科學提供了大概是史上最有力的實驗設計工具。對遺傳的研究最終使得DNA的本質——基因在DNA上的結構和位置，以及蛋白編碼方式等——得以發現。不過，孟德爾式的思維方式卻讓我們成了決定論的囚徒。對基因功能的闡釋，讓我們不光把其視作基因，而是聯想到其所產生的性狀。就如同是說豌豆種子中就包含著小小的綠色豌豆，或者受精卵裡面就有一個小小的人一樣：這是一種對基因功能的迷信。
孟德爾發現遺傳就如同拋硬幣一樣是機率事件。父親和母親每個人都帶有一個基因的兩個複製，他們各自隨機地將其中一個複製遺傳給後代。一旦某個複製隨機遺傳給後代，基因在其後代身上的作用遵循著決定論式的法則：結的豌豆不是綠色便是黃色，不是圓粒便是皺粒。
讓基因看似起決定性作用的例子很多，孟德爾的豌豆就是一例。成百種已知的疾病，在很大程度上都是由一個或很少幾個破壞基因功能的突變引起的。其中，包括囊胞性纖維症（Cystic fibrosis）、肌肉萎縮症（Muscular dystrophy），以及瑞特綜合徵（Rett syndrome）和黑蒙性痴呆（Tay-Sachs disease）這樣的神經系統疾病。不過，這種“孟德爾式”的遺傳病有一個規律——都是出現在生命早期的一些罕見性狀，並且不受生活方式的影響。像這樣的遺傳研究在醫療領域的成功，只不過是摘下了那些“唾手可得的果實”，離大豐收尚有距離。
我們沒少做嘗試。花了數十億的美元去尋找肥胖、心臟病、II型糖尿病、中風、高血壓、癌症、哮喘和其他常見病的基因。但像樣的成功倒是沒有幾個。而令人難堪的是，對於大多數疾病而言，患者的親屬患病的機率更高，這不能完全歸咎於共同的生活環境。所以說，基因對患病風險必有重大影響。而這更大大地鞏固了DNA的象徵地位。不過，如果事實真是如此，那麼當我們試著去尋找的時候，它們又怎會從指間溜走呢？原因就在於，基因的決定作用不但取決於遺傳與否的機率，也取決於其作用大小的機率。
我們在學校所學到的標準的“科學方法”，是對一個特定基因具有何種功能的假說先進行闡述，後進行實驗。例如，有假說認為低密度脂肪酸（LDL）受體基因發生突變，可影響膽固醇水平，進而引發心臟病。然而，針對這一假說的大部分實驗都無果而終。自2003年人類基因組計劃肇始以來，全基因測序技術的使用愈加廣泛，使得這種以假說為基礎的遺傳研究在很大程度上被“無假說”的遺傳研究所取代。
與DNA的象徵性一致，遺傳學研究也假設某種目的性狀肯定由基因引起，所以要從全基因組的角度，找到更常見於性狀攜帶者身上的遺傳變異。人們希望，待對基因水平的變異有了足夠的瞭解，我們便能很快消滅大多數人都會罹患的衰竭性或致死性疾病。
尋找決定性基因的遺傳研究的規模已經變得更大、耗資也更多，但卻欠缺重大的成果。遺傳對某項性狀或疾病的整體影響大部分還不清楚。相反，我們發現性狀受多基因控制，就是說基因組中許多不同的部分都對個體有微小的影響。
克羅恩病（Crohn's disease）就是一個研究頗多的典型例子。這是一種炎症性腸病，能夠在家庭成員間散播，所以似乎主要受遺傳因素影響。但是，最近發表在《美國人類遺傳學雜誌 》（The American Journal of Human Genetics）的一項研究估計，同某種特定疾病相關的基因大約有兩百個，大部分基因的作用都很小，只能解釋這種疾病遺傳背景中的很小一部分。如果把這和拋硬幣相比，基因變異同樣以一種機率的方式對疾病風險產生影響，不過這種機率通常很小，遠不到五五開。而且也不能保證同樣的變異在不同的個體、不同的種群、不同的性別、不同年齡的攜帶者身上產生同樣的疾病風險，就好像每枚硬幣出現正面的機率都在不斷變化。因此，“個體化基因組醫學”的預測效果很小，就如同試著要去預測幾百個不一樣的硬幣拋起的結果一樣。這就是為何除了少數的例外，遺傳研究的臨床或治療價值迄今都微乎其微。
常見性狀也和疾病如出一轍。身高是一種易於測量，且明顯具備家族遺傳性的性狀。很多研究都試圖尋找同身高有關的基因。光是有影響的基因區域就找到了400有餘，而據估計，這個數字將超過700。但基因的作用依然微乎其微。《自然》（Nature）雜誌上的一項研究表明，至今只有一成有關身高的基因變異得到了解釋。肯定會有更多與身高有關的基因被發現，而像飲食和疾病這樣的因素也對身高產生著影響。
身高和克羅恩病只是冰山一角。而行為學性狀和精神特質的預測也頗棘手。在酵母、昆蟲和植物物種上進行的實驗的結果也是如此。而這就是大自然的本來面目。無論那些還抱著基因決定論這樣的簡單論調的人有多不情願，但複雜的性狀是受多個功能微小易變的基因所影響（而非決定）。另外，有一點毫無爭議，疾病風險通常都有一個強大的，且常常是決定性的環境因素。不過一般情況下，遺傳學家都不太把這當回事。而這些環境因素本身，通常也很複雜，很難辨明和評估。
這些現象之下的一個最重要的事實是，當許多基因都可以影響一個性狀的時候，或許每個人身上起作用的基因變異可能都不同。這是一個多對多的決定關係：有許多分子通路都影響著身高、血壓、甘油三酯、膽固醇水平這樣的指標。同樣的，某個特定的基因型可能同許多性狀有關。每一個基因變異都是一次作用微小，機率不定的“拋硬幣”。每個人都在拋一組不同的硬幣。所以，即使我們搞清楚了一個人的基因型，也不能很精確地預測其作用，就算“個性化基因組醫學”宣稱其作得到。