Tā kā Džeimss Vatsons un Frensiss Kriks atklāja DNS struktūra, tas ir pieņemts kā iedzimtības molekula. Pirms to atklāšanas zinātnieku aprindas saglabāja zināmu skepsi par to, ka DNS ir atkarīgs no darba, jo DNS loma ir četrkārša un šķita pārāk vienkārša molekula, lai veiktu šīs četras nepieciešamās funkcijas: replikācija, kodēšana, šūnu pārvaldība un spēja mutēt.
DNS unikālā struktūra ļauj tai izpildīt visas šīs funkcijas.
DNS bloki
DNS ir saīsinājums no dezoksiribonukleīnskābes. To veido četras slāpekļa bāzes, saīsināti A, C, G un T. Šīs pamatnes veido divus pavedienus un savienojas kopā dubultās spirāles formā.
Vienā virknē A vienmēr saistās ar T, bet otrā - C vienmēr ar G, ko sauc par papildu bāzes savienošana pārī likums.
Replikācija
Viens DNS mērķis ir reproducēt. Tas nozīmē, ka DNS virkne veido sevis kopiju. Tas notiek šūnu dalīšanās laikā, un tas ir tas, kā DNS nodod mantotās iezīmes nākamajam šūnu kopumam.
Laikā DNS replikācija, dubultā spirāle atritinās, veidojot divus atsevišķus pavedienus. Kad abi DNS pavedieni ir atdalīti un veiksmīgi izveidota jauna virkne, tā izmantos esošās virknes modeli, lai izveidotu precīzu kopiju.
Dažreiz dažādu iemeslu dēļ replikācija nesniedz precīzu kopiju. To sauc par DNS mutācija. Mutācijas ir kritiskas evolūcijai, jo tās ļauj organismiem izstrādāt adaptācijas, kas var palīdzēt izdzīvot mainīgajā vidē.
Tomēr DNS mutācijas cilvēkiem var izraisīt arī to, ka vecāki neapzināti nodod saviem bērniem noteiktus ģenētiskos apstākļus, tostarp cistisko fibrozi, Tay-Sachs slimību un sirpjveida šūnu anēmiju.
Kodēšana
Kodēšana ir vēl viena DNS funkcija. Katras šūnas darbu veic olbaltumvielas, tāpēc viena no DNS lomām ir veidot pareizās olbaltumvielas katrai šūnai. DNS pilda šo lomu, saturot trīs bāzu sekcijas - sauktas kodonus -, kas vada olbaltumvielu veidošanos.
Garā DNS posmā katrs kodons satur informāciju, kas virza vienas aminoskābes salikšanu uz olbaltumvielu. Dažādi kodoni atbilst citas aminoskābes montāžai uz olbaltumvielām, tāpēc vesela DNS daļa ar noteiktu bāzu secību veidos specifisku olbaltumvielu.
Šūnu pārvaldība
Daudzšūnu organismos viena apaugļota šūna, zigota, daudzas reizes dala un dublē, lai iegūtu veselu dzīvu būtni. Katrai šūnai ir tieši tāds pats ģenētiskais materiāls, bet dažādās modēs attīstās dažādas šūnas.
Tas ir, procesā, ko sauc šūnu diferenciācija dažas šūnas veido pareizos proteīnus, lai kļūtu par aknu šūnām, un citas - par ādas šūnām, citas - par kuņģa šūnām. Turklāt šūnām ir jāmaina darbības veids, mainoties apstākļiem. Piemēram, jūsu kuņģa šūnās, kad ir pārtika, ir jāražo vairāk gremošanas hormonu un enzīmu.
DNS to dara, izmantojot signālus, kas ieslēdz un izslēdz gremošanā iesaistīto olbaltumvielu ražošanu. Šāda veida lietas notiek, kad šūnas diferencējas: signāli izraisa pareizu olbaltumvielu ražošanas līmeni, lai izveidotu atbilstošo šūnu.
Spēja mutēt
Evolūcija ir īpašību maiņa, ražojot organisma paaudzes. Evolūcija notiek nelielos svaros organismā - piemēram, ādas vai matu krāsas izmaiņas cilvēkiem - un arī lielos mērogos - piemēram, milzīga dzīvības klāsta radīšana uz Zemes no agras vienšūnas organisms.
Tas var notikt tikai tad, ja ģenētiskā molekula var mainīties, var mutēt. Kad DNS atkārtojas, lai iegūtu olu un spermas šūnas, izmaiņas var iezagties vairākos līmeņos.
Viens veids ir ar viena punkta izmaiņām, kas saskaita, atņem vai maina esošu secību. Citas izmaiņas notiek, kad DNS molekulas šķērso viena otru, pārslēdzot gēnu izvietojumu katrā no diviem sakrustotajiem DNS pavedieniem.