DNA je složitá látka, která nese genetickou informaci. Skládá se obvykle ze dvou spojených vláken, každé vlákno bývá složeno ze 4 typů nukleotidů. Na základě informace „zapsané“ v pořadí nukleotidů si všechny živé organizmy tvoří proteiny (bílkoviny). Proteiny mohou být stavebními látkami, podílet se na řízení těla (hormony), urychlování chemických reakcí (enzymy), imunitě (imunoglobuliny), transportu látek aj. Proteiny jsou zodpovědné za vytváření znaků organizmů.

Tvorba proteinů (proteosyntéza) uvnitř buněk probíhá tak, že informace v DNA se přepíše do mRNA (toto se označuje jako transkripce). Molekula mRNA putuje do ribozomu, kde se na základě obsažené informace sestaví nový protein z aminokyselin (translace). Člověk aminokyseliny získává štěpením proteinů přijatých potravou, některé si dokáže vytvořit z jiných látek. Proteiny se v živých organizmech tvoří prakticky neustále.

Platí tedy vztah: DNA → protein → znak.

Například: z potravy (1) získáme aminokyseliny (2). „Návod“ na tvorbu proteinů obsažený v DNA (3) se přepíše do mRNA (4). Na základě této informace se z aminokyselin vytvoří vlastní proteiny (5) důležité pro funkci svalů (6). Díky tomu se můžeme hýbat (7) – to je výsledný znak.

Nukleotidy v DNA obsahují část pocházející z molekuly sacharidu (deoxy-D-ribosa), zbytek kyseliny fosforečné a dusíkatou bázi. Podle přítomné dusíkaté báze se nukleotidy označují A (obsahuje adenin), T (obsahuje thymin), G (obsahuje guanin), C (obsahuje cytosin). Dvojice A-G a C-T jsou k sobě komplementární, nacházejí v rámci vláken naproti sobě a jsou spojené vodíkovými můstky.

RNA je zpravidla jednovláknová. Nukleotidy v ní obsahují sacharid D-ribosu. Součástí RNA jsou nukleotidy A, G, C, místo thyminu (T) obsahuje uracil (U). Messenger RNA (mRNA) je daleko méně stabilní než DNA, její životnost se pohybuje v řádu minut až hodin. Mezi další typy RNA patří tRNA (nese aminokyseliny na místo proteosyntézy) a rRNA (tvoří ribozomy).

V rámci proteosyntézy se uplatňuje genetický kód: určitá trojice nukleotidů v mRNA (triplet, kodon) kóduje zařazení určité aminokyseliny do řetězce proteinu. Kodon AUG zahajuje translaci (iniciační/start kodon), kodony UAG, UAA, UGA (terminační/stop kodony) translaci zastavují.