二、双螺旋模型
根据双螺旋结构模型，DNA可以看成是一部遗传书，组成DNA分子的四种核苷酸是遗传密码书的字母，基因是由这四个字母组成的词句，每个基因可以包含成百上千的核苷酸序列，基因的调控则是遗传密码书上的动词、地点和时间副词等。
在细胞核中，DNA双螺旋长链平时缠绕在由核小体组成的支架上，形成染色体，在进行复制时，再打开成为长链。不同生物类群有不同数目的染色体和DNA分子含量。人的染色体共有22对，另有单独的两条决定性别的染色体XX（女）或XY（男）。
每一对染色体中的一半来自父亲，一半来自母亲，它们各自带有相同功能的基因，但其中一个成为隐性而不表达，子女一部分性状为父亲基因决定，另一部分为母亲基因决定。人类DNA分子共含核苷酸数目约30亿个，其中约5％决定了约4—10万个蛋白质基因，其余的目前尚不知道用途。
DNA分子的化学结构是双螺旋形的长链，它的双链像一个扶梯，其“扶手”由核苷酸组成，而其“横档”由成对的互补碱基构成。核苷酸有三个组成单元，它们是：脱氧核糖、磷酸和碱基。其中碱基有4种，它门分别是由碳、氢、氧、氮等元素组成的化学分子：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）和胞嘧啶（C）。因为一种核苷酸只含一种碱基，所以组成双螺旋扶梯之扶手的核苷酸也有四种。双螺旋双链的每条都是由这些扶手单元（四种核苷酸）连接和伸展而成的。他们的连接方式是脱氧核糖和磷酸交替出现。双螺旋扶梯的两条扶手，由许许多多的“横档”连接而成。扶梯的“横档”是碱基对，由每个“扶手”
出一个碱基，按碱基配对规则结合而成。碱基的化学键作用使得它们由一一配对结合而成，即A与T配对（AT、TA），C与G配对（CG、GC），而在A与T之间、C与G之间表现为二种互补关系。A或T与C或G之间不能结合形成扶梯的“横档”。通过碱基配对，两条互补的核苷酸单链被连接成盘旋的双链DNA分子，并且每10对碱基形成一个完整的螺旋周期。DNA分子两条长链上的脱氧核糖和磷酸交替排列顺序是稳定不变的，而长链的碱基对的排列组合则千变万化。这样DNA分子可以表达各种不同的遗传信息。楼梯的扶手可以很长，相邻横档的间距离却只有3.4毫微米。互补双链的每一条都包含相同的遗传信息，都可以作为复制的母版，利用互补的方式进行复制，实现DNA的拷贝和遗传信息的扩增，由一个受精卵细胞不断分裂、发育，形成生命的个体和繁育后代。
总起来说，DNA有三项功能：
（1）DNA通过自我复制，在一般细胞分裂时染色体一分为二，形成两个基因完全相同的细胞实现发育和生长。在生殖细胞分裂时，通过减数分裂形成带有一半染色体的精子或卵子，再通过受精实现遗传信息从父母到子女的转移；
（2）通过蛋白质基因转录和翻译蛋白质中的氨基酸编码参与蛋白质的制造；
（3）通过调控基因实现对生命活动的全面控制。
三、自我复制
DNA分子能够自我复制，即以亲代DNA为样板（生物学称模板）合成子代DNA。自我复制的行为是一种包括解旋和碱基配对同时进行的过程。DNA分子利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下分裂成两条单链的同时，按照碱基互补配对原则，每条单链都作为模板合成出子代双链，并且不断地延伸而形成两个新DNA分子。在复制过程中，互补链上的碱基与模板链上的碱基是一一对应的，例如：
模板链上的碱基排列顺序为……GTAA1vrG……
互补链上的碱基排列顺序为……CATTGAAC……
正是碱基配对造成了DNA分子的这种严格自我复制机制，保证了生物在生长和传宗接代过程中传递遗传信息。
细胞接受增殖指令，就开始DNA复制，一旦完成，细胞就开始分裂，由一个细胞变为两个细胞。在有性繁殖中，生殖细胞的分裂要经过两个步骤：首先，要将祖父母的基因重新组合，为子代产生更多不同的基因类型，进行复制，分裂为两个细胞；然后每个细胞进一步进行减数分裂，最后形成四个生殖细胞，每个带有一半的染色体。在受精过程中，各带一半染色体的精卵细胞融合成为受精卵，实现遗传和繁殖的任务。
四、遗传信息的转录
在地球上，不论是人类还是其他动、植物，子代都继承了亲代（父母代）的性状。物种的遗传是由生物体内的DNA分子决定的。不同的物种DNA分子中的核苷酸数量不同，其顺序也是不同的，这种顺序是一种信息密码，它一方面决定生物体内成千上万种蛋白质的合成，另一方面NA还包含遗传程序所指派的一组指令，它作为内因控制生物从诞生、发育、繁殖到衰老、死亡的全过程。
蛋白质是生命活动中起多种作用的重要分子，它既是结构分子，如肌肉蛋白；是运输分子，如血红蛋白；是信息分子，如各种激素；起防御作用，如抗体；又是催化分子，如各种酶等。遗传信息如何对生物体蛋白质进行控制？信息的传递过程如何？
1958年克里克提出的分子生物学“中心法则”对此给出了答复，指明了核糖核酸（RNA）在制造蛋白质过程中的作用。
DNA控制蛋白质的合成。因为DNA主要存在于细胞核中，而蛋白质的合成要在细胞质中进行，因而DNA必须要由一种能进入细胞质的载体把遗传信息转移到蛋白质。这种载体就是mRNA（信使核糖核酸）。
基因控制蛋白质生成的过程包括遗传信息的“转录”和“翻译”两个重要步骤。转录是在细胞核内由信使RNA（mRNA）完成的，而翻译则是在细胞质内由转移RNA（RNA）完成的。
所谓转录，就是以DNA分子的一条单链为模板，将其中包含某个蛋白质信息的基因复制成一条互补的RNA分子单链。例如：
DNA分子单链的碱基排列为……GTAACT**……
RNA分子单链的碱基排列为……CAUUGAAC……
这样形成的新RNA分子称之为信使核糖核酸（mRNA）。之所以这样称呼它，是因为它转录了DNA的遗传信息，又可以进入到细胞质中将DNA的信息传递过去。
mRNA携带着录制的遗传密码离开细胞核进入细胞质的核糖体，与此同时携带着蛋白质氨基酸的转移核糖核酸（tRNA）也进入核糖体。在这里，tRNA以mRNA为模板进行氨基酸编码连接，完成蛋白质合成过程。
蛋白质是一条或几条由氨基酸组成的称为多肽的长链。每个蛋白质分子由50～500个氨基酸组成，而氨基酸都是由碳、氢、氧、氮组成，并有一个可变的支链R。由于支链R的不同形成了20种不同的氨基酸，如亮氨酸、谷氨酸……1953年英国科学家桑格（1918一）完成蛋白质胰岛素中的51个氨基酸的全部序列的测定工作，第一次揭示蛋白质有确定的氨基酸序列。桑格的工作还表明，蛋白质链必需经过折叠形成蛋白质的三维结构才能发挥作用。蛋白质的序列结构表明，氨基酸支链R并不参与多肽链中相邻氨基酸的键合，并且氨基酸多肽链也像核苷酸链那样，具有严格重复。
我们可以把四种核苷酸看作字母。研究发现，连续的三个字母组成的三联体密码子，例如AAA，ATA，CGA……，它代表一个氨基酸，或者一个反应句子结构的符号。每一个密码子可看作一个词，而蛋白质中的氨基酸序列就像一个句子。蛋白质像句子一样是一种有序结构，还像一个句子是有意义的一样，其有序结构也表达一种意义。生物蛋白质的遗传程序是DNA分子用20种氨基酸写成的，由于DNA分子中有4种核苷酸，可以有4×4×4=64种三联体密码子。因为氨基酸只有20种，所以氨基酸与密码子不能一一对应，许多氨基酸的密码子不止一个。如CGC、CGu、CGA都代表精氨酸。到1966年64种生物遗传密码子已全部被破译。64种密码子中的61种用于编码特定的氨基酸，其余的三种不与任何氨基酸对应，而是用做编码终止信号，指令肽链合成的终止，也就是蛋白质句子的“句号”。
每一个转移核糖核酸tRNA分子都能在一种特定酶的作用下与一个氨基酸分子连接，形成一个分子链片断，其一端是特定的氨基酸分子，而另一端是对应的密码子。tRNA承担着运载氨基酸的任务，在核糖体的一个特定结合点上与信使核糖核酸mRNA的互补片断结合，而氨基酸则在特定酶的引导下，脱离tRNA并连接到多肽链上。核糖体再沿着mRNA链向前移动三个碱基的位置，使下一个三联密码子接受一个tRNA。这个过程反复进行，一个蛋白质多肽链就形成了，全部完成以后从核糖体中脱离出来，再经过折叠，就成为一个有功能的三维蛋白质分子。这种以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程，就是所谓的“翻译”。
由于DNA分子的复制和DNA分子信息的转录和翻译，使生命得以一代一代相传延续。但是DNA分子信息的转录和翻译过程有时也会出现错误，造成染色体局部的错位、遗漏、重复等等。在外来辐射或化学物的作用下，还有可能把A改成G或者把C改成T，造成遗传信息的错误。一次错误的复制有可能导致机体某种新功能蛋白质的产生或组织结构的变异。多数错误造成机体的疾病，使得生物丧失竞争力而被淘汰。其中极少数变异可能使生物体反而获得更强的功能，或更适应环境的变迁，经过自然选择而大量遗传繁殖下去，实现生物种群的进化。
