Die beiden Hauptfunktionen des genetischen Materials in einer Zelle, auch bekannt als DNA, sind Genexpression und Replikation. DNA führt die Genexpression durch, indem sie die notwendigen Anweisungen für die Zellmaschinerie zur Herstellung von Proteinen bereitstellt. Die Replikation tritt auf, wenn die DNA eine Kopie von sich selbst erstellt, um sie in eine neue Zelle einzubauen.
DNA-Abschnitte, die für Proteine kodieren, werden Gene genannt. Der Großteil des genetischen Codes kodiert jedoch nicht wirklich für Proteine. Während die nicht-kodierenden Teile der DNA einst als "Junk-DNA" bezeichnet wurden und keine eigentliche Funktion haben, wird jetzt angenommen, dass diese Regionen eine Rolle bei der Regulation der Genexpression spielen.
Die Replikation des genetischen Materials erfolgt durch zwei Prozesse, Mitose und Meiose. Bei der Mitose verwendet die Zelle DNA als Matrize, um eine zweite DNA-Kopie im Zellkern aufzubauen. Der Zellkern teilt sich dann zusammen mit der ganzen Zelle, und es entstehen zwei Tochterzellen, jede mit ihrer eigenen identischen DNA-Kopie. Bei der Meiose geht nach der vollständigen DNA-Kopie nur die Hälfte der DNA in jede der vier Nachkommenzellen. Diese Zellen sind Gameten. Jeder Gamet kann sich während der sexuellen Fortpflanzung mit einem anderen Gameten verbinden, um einen neuen Organismus zu bilden, der die Hälfte des genetischen Materials jedes Elternteils enthält.
