As proteínas são cadeias moleculares formadas de aminoácidos (20 componentes básicos diferentes). As permutações na ordem dos aminoácidos ao longo da cadeia são quase infinitas, constituindo, assim, o material hereditário, ou seja, são componentes dos cromossomos. Os cromossomos dos procariotas são constituídos por cromatina. O DNA e proteínas básicas (histonas), em proporções sensivelmente iguais, são os principais componentes da cromatina, a que acresce uma pequena fracção de RNA, proteínas ácidas, algumas enzimas e lipídios.

Cada unidade do polímero (DNA e RNA) é denominada nucleotídeo e composta de bases nitrogenadas, açúcar e fosfato. Esse açúcar é uma pentose, denominada desoxirribose. Quando tem uma perda do oxigênio no carbono 3’, é denominada ribose. Embora esses dois tipos de açúcar sejam encontrados nos ácidos nucléicos, não ocorrem simultaneamente na mesma molécula. Desta forma são reconhecidos dois tipos de ácidos nucléicos: ácido ribonucleico (RNA), presente no citoplasma e núcleo, e ácido desoxirribonucleico (DNA), encontrado majoritariamente no núcleo.

A expressão de cada uma das características celulares depende dos segmentos específicos do material genético, que são os genes. É a alteração isolada de cada um desses setores que origina uma mutação. Os genes são, portanto, a menor fração de material genético necessário para a expressão de características específicas. O conjunto dos genes celulares constitui o genoma. Na divisão celular cada célula filha recebe uma cópia do genoma inicial.

A replicação do DNA, denominada “semi-conservadora”, consiste na duplicação da duplex-mãe em duas moléculas de DNA idênticas, entre si e à original. As moléculas resultantes são duplex híbridos, constituídos, cada um por uma das cadeias de DNA-mãe e por uma cadeia replicada, complementar daquela. A DNA polimerase é uma enzima que tem a capacidade, por si só, de iniciar as cadeias de DNA, promovendo o crescimento do polímero de desoxirribonucleótidos, unidos entre si em sequência, por pontes 5’, 3’-fosfodiéster.