Det makromolekyle, der kan kopiere sig selv og lave proteiner, er DNA (deoxyribonukleinsyre). DNA er en dobbelt helixstruktur sammensat af nukleotidbaser:adenin (A), thymin (T), guanin (G) og cytosin (C). Disse baser danner komplementære basepar, hvor A altid parrer med T, og G altid parrer med C. Denne baseparring er grundlaget for DNA-replikation, hvor de to strenge af DNA adskilles, og hver streng tjener som skabelon for syntesen af en ny komplementær del. DNA indeholder også instruktioner til fremstilling af proteiner, som er afgørende for cellulær struktur og funktion. Disse instruktioner er kodet i gener, som er specifikke segmenter af DNA. Den genetiske kode læses af celler for at producere proteiner gennem en proces kaldet proteinsyntese.