Como James Watson e Francis Crick revelaram a estrutura do DNA, ele foi aceito como a molécula da hereditariedade. Antes de sua descoberta, a comunidade científica manteve algum ceticismo de que o DNA estava à altura do trabalho, porque parecia uma molécula muito simples para executar as quatro funções necessárias: replicação, codificação, gerenciamento de células e capacidade de sofrer mutações. A estrutura única do DNA permite que ele cumpra todas essas funções.
Replicação
As células de um organismo multicelular precisam duplicar muitas vezes, e até mesmo as células únicas precisam duplicar quando se dividem. Qualquer molécula que carregue informação genética deve ser capaz de se copiar de uma maneira quase livre de erros. O DNA é feito de quatro bases, abreviadas como A, C, G e T. O DNA é uma molécula de fita dupla, onde um A em um fio sempre combina com um T em outro, e um C sempre combina com um G. Se o dois filamentos de DNA são separados e um novo filamento é construído, ele usará o padrão do filamento existente para construir uma cópia exata, porque onde havia um A em frente ao T no original, haverá um A em frente ao T na cópia.
Codificando
O trabalho de cada célula é feito por proteínas, então um dos papéis do DNA é construir as proteínas certas para cada célula. O DNA preenche esse papel ao conter três seções de base - chamadas codons - que direcionam a formação de proteínas. Em um longo trecho de DNA, cada códon contém a informação que direciona a montagem de um aminoácido em uma proteína. Códons diferentes correspondem à montagem de outro aminoácido em uma proteína, então uma seção inteira de DNA com uma determinada seqüência de bases irá construir uma proteína específica.
Gerenciamento Celular
Em organismos multicelulares, uma única célula fertilizada, um zigoto, divide e duplica muitas vezes para criar um ser vivo completo. Cada célula tem exatamente o mesmo material genético, mas diferentes células se desenvolvem de maneiras diferentes. Ou seja, em um processo chamado diferenciação, algumas células constroem as proteínas certas para se tornar células do fígado, e outras se tornam células da pele, outras células do estômago. Além disso, as células devem mudar a maneira como operam à medida que as condições mudam. As células do estômago, por exemplo, precisam produzir mais hormônios e enzimas digestivos quando a comida está presente. O DNA faz isso através de sinais que ligam e desligam a produção de proteínas envolvidas na digestão. O mesmo tipo de coisa acontece à medida que as células se diferenciam: os sinais acionam os níveis corretos de produção de proteínas para formar a célula apropriada.
A capacidade de mutar
A evolução é a mudança nas características como gerações de uma organismo são produzidos. A evolução acontece em pequenas escalas dentro de um organismo - como mudanças na cor da pele ou do cabelo em humanos - e também em grandes escalas - como a criação da vasta gama de vida na Terra de um organismo unicelular primitivo. Isso só pode acontecer se a molécula genética puder mudar, puder sofrer mutação. À medida que o DNA se replica para produzir óvulos e espermatozóides, mudanças podem surgir em vários níveis. Uma maneira é através de alterações de ponto único que adicionam, subtraem ou alterem uma sequência existente. Outras mudanças acontecem quando moléculas de DNA se cruzam, alternando o arranjo de genes em cada uma das duas cadeias cruzadas de DNA.
