As duas funções principais do material genético em uma célula, também conhecidas como DNA, são a expressão e a replicação do gene. O DNA realiza a expressão do gene fornecendo as instruções necessárias para a maquinaria celular produzir proteínas. A replicação ocorre quando o DNA faz uma cópia de si mesmo para incorporação em uma nova célula.
Seções de DNA que codificam proteínas são chamadas de genes. No entanto, a maior parte do código genético não codifica realmente para proteínas. Embora as porções não codificantes do DNA já tenham sido chamadas de "DNA lixo" e não tenham nenhuma função real, agora acredita-se que essas regiões desempenham um papel na regulação da expressão gênica.
A replicação do material genético ocorre por meio de dois processos, mitose e meiose. Na mitose, a célula usa o DNA como molde para construir uma segunda cópia do DNA no núcleo. O núcleo então se divide, junto com a célula inteira, e duas células-filhas são formadas, cada uma com sua própria cópia idêntica de DNA. Na meiose, depois que a cópia completa do DNA é feita, apenas metade do DNA vai para cada uma das quatro células descendentes. Essas células são gametas. Cada gameta pode se combinar com outro gameta durante a reprodução sexual para formar um novo organismo contendo metade do material genético de cada pai.
