Eftersom James Watson och Francis Crick avslöjade DNA-strukturen har den blivit accepterad som arvsmolekylen. Innan deras upptäckt behöll det vetenskapliga samfundet en viss skepticism att DNA var uppe på jobbet, eftersom det verkade för enkelt en molekyl att utföra de fyra nödvändiga funktionerna: replikering, kodning, cellhantering och förmågan att mutera. DNA: s unika struktur gör det möjligt att uppfylla alla dessa funktioner.

Replikation

Celler i en multicellulär organism måste duplicera många gånger, och även ens celler måste dupliceras när de delar upp varandra. Vilken molekyl som helst bär genetisk information måste kunna kopiera sig på ett nästan felfritt sätt. DNA är gjord av fyra baser, förkortade A, C, G och T. DNA är en dubbelsträngad molekyl, där en A i en sträng alltid matchar en T i en annan sträng och en C matchar alltid med en G. Om två DNA-strängar separeras och en ny sträng byggs, den kommer att använda mönstret för den befintliga strängen för att konstruera en exakt kopia, för där det fanns ett A över från T i originalet kommer det att finnas ett A tvärs från T i kopian.

Kodning

Arbetet i varje cell görs av proteiner, så en av DNA-rollerna är att bygga rätt proteiner för varje cell. DNA fyller denna roll genom att innehålla trebasiska sektioner - kallad kodon - som leder till bildning av proteiner. I en lång DNA-sträcka innehåller varje kodon den information som styr sammansättningen av en aminosyra på ett protein. Olika kodoner motsvarar sammansättningen av en annan aminosyra på ett protein, så en hel del av DNA med en given sekvens baser kommer att bygga ett specifikt protein.

Cellhantering

I multicellulära organismer, en enda befruktad cell, en zygot, delar upp och duplicerar många gånger för att göra ett helt levande väsen. Varje cell har exakt samma genetiska material, men olika celler utvecklas i olika mode. Det vill säga, i en process som kallas differentiering, bygger vissa celler rätt proteiner för att bli leverceller, och andra blir hudceller, andra magsceller. Dessutom måste celler ändra hur de fungerar när förhållandena ändras. Dina magceller måste till exempel producera mer matsmältningshormoner och enzymer när mat är närvarande. DNA gör det genom signaler som slår på och av produktion av proteiner som är involverade i matsmältningen. Samma sak händer när celler skiljer sig: Signaler utlöser rätt nivåer av proteinproduktion för att bilda lämplig cell.

Förmågan att mutera

Evolution är förändringen av egenskaper som generationer av en organism produceras. Utveckling sker på små skalor inom en organism - som förändringar i hud eller hårfärg hos människor - och även på stora skalor - till exempel skapandet av det stora livet på jorden från en tidig encellig organism. Det kan bara hända om den genetiska molekylen kan förändras, kan mutera. Som DNA replikerar för att göra ägg och spermier, kan förändringar krypa in på flera nivåer. Ett sätt är genom enpunktsändringar som lägger till, subtraherar eller ändrar en befintlig sekvens. Andra förändringar händer när DNA-molekyler korsar varandra, växlar arrangemanget av gener på var och en av de två korsade DNA-strängarna.