Cele două funcții principale ale materialului genetic dintr-o celulă, cunoscută și sub numele de ADN, sunt expresia și replicarea genelor. ADN-ul realizează expresia genică prin furnizarea instrucțiunilor necesare mașinilor celulare pentru a produce proteine. Replicarea apare atunci când ADN-ul face o copie a sa pentru încorporarea într-o celulă nouă.
Secțiunile ADN care codifică proteinele sunt numite gene. Cu toate acestea, majoritatea codului genetic nu codifică de fapt proteinele. În timp ce porțiunile non-codificatoare ale ADN-ului au fost denumite odată "ADN-uri junk" și se credea că nu au nicio funcție reală, aceste regiuni sunt acum considerate că joacă un rol în reglarea exprimării genelor.
Replicarea materialului genetic are loc prin două procese, mitoze și meioze. În mitoză, celula utilizează ADN-ul ca model pentru a construi oa doua copie a ADN-ului în nucleu. Nucleul se descompune apoi, împreună cu întreaga celulă, și se formează două celule fiice, fiecare cu o copie identică a ADN-ului. În meiozei, după copierea completă a ADN-ului, numai jumătate din ADN-ul intră în fiecare din cele patru celule descendente. Aceste celule sunt gameți. Fiecare gamete se poate combina cu un alt gamete în timpul reproducerii sexuale pentru a forma un organism nou care conține jumătate din materialul genetic de la fiecare părinte.
