Semua sel mengandung informasi genetik yang dikodekan dalam molekul berbentuk tangga spiral yang disebut DNA. Tumbuhan dan hewan adalah eukariota, artinya DNA mereka disimpan dalam struktur di dalam sel yang disebut nukleus.
DNA terdiri dari dua tulang punggung gula-fosfat dengan basa yang melekat pada masing-masing. Basa membentuk ikatan hidrogen satu sama lain melintasi pusat heliks. Ada empat basa yang ditemukan dalam DNA - adenin, timin, guanin dan sitosin, sering disingkat A, T, C dan G. Kombinasi yang berbeda dari kode basa untuk asam amino yang berbeda ditemukan dalam protein. Bagian genom yang berisi instruksi yang disandikan untuk membuat protein tertentu disebut gen.
DNA dalam sel tumbuhan disimpan dalam nukleus, struktur besar di dalam sel. Nukleus diselimuti oleh membran ganda dengan lubang yang disebut pori-pori nuklir. Pori-pori nuklir dibentuk oleh kompleks protein yang mengatur lalu lintas melalui pori-pori untuk mengontrol masuk dan keluarnya molekul lain.
Gen dalam sel tumbuhan ditranskripsi menjadi salinan RNA yang disebut RNA messenger atau mRNA. mRNA mirip dengan DNA tetapi menunjukkan beberapa perbedaan utama; mereka beruntai tunggal, tulang punggung gula-fosfat mereka mengandung gula lima karbon ribosa bukan deoksiribosa dan mereka mengandung basa urasil bukan timin. mRNA dimodifikasi kemudian diekspor melalui pori-pori nuklir untuk keluar ke dalam sel, di mana kompleks where struktur yang disebut ribosom akan mengkatalisis sintesis protein menggunakan instruksi yang dikodekan dalam mRNA.