Jeder lebende Organismus muss Anweisungen mit sich führen, um eine neue Version seiner selbst zu bauen und Produkte herzustellen, um ihn am Leben zu erhalten. Diese Anweisungen sind Nukleinsäuren. Alle Organismen mit mehr als einer Zelle verwenden eine Nukleinsäure namens Desoxyribonukleinsäure (DNA), und weniger komplizierte, wie Viren, verwenden Ribonukleinsäure (RNA). Jede dieser Nukleinsäuren ist eine Kette aus vielen einzelnen Molekülen, und wenn die Lebensform liest diese Moleküle der Reihe nach und identifiziert, welches Produkt hergestellt werden soll.
Von den beiden Nukleinsäuren ist RNA die am wenigsten komplizierte. Es existiert als Einzelstrang. DNA hingegen paart sich mit einem anderen DNA-Strang, liegt also in Zellen als doppelsträngige Struktur in Spiralform vor.
Jede Nukleinsäure ist eine Kette, die nacheinander aus vielen Bausteinen besteht, die als Nukleotide bezeichnet werden. Diese Nukleotide kleben durch chemische Kräfte an jedem Ende des Blocks zusammen. Nur vier verschiedene Nukleotide bilden die DNA. Dies sind Adenin (A), Guanin (G), Thymin (T) und Cytosin (C). RNA hat ebenfalls nur vier Nukleotidblöcke, aber statt Thymin (T) hat sie Uracil (U.)
Ein Lebewesen enthält viele Nukleinsäure-Anweisungen in seinen Zellen. Jede Zelle kann die Anweisungen lesen und die entsprechenden Produkte herstellen. Da jeder Organismus viele verschiedene Produkte herstellen muss, enthält die Nukleinsäurekette viele kleine Anweisungen. Diese Abschnitte werden Gene genannt, und die Zelle liest im Allgemeinen jedes Gen als Anweisungen für ein bestimmtes Produkt.
Bei Nukleinsäuren kommt es auf die Abfolge der Nukleotide an, und die komplizierte Anleitung braucht nicht mehr als vier Nukleotide. Das menschliche Genom zum Beispiel enthält 3.2 Milliarden Nukleotide in jedem Strang. Kleinere Organismen haben tendenziell kürzere Nukleinsäuren, wie das Bakterium Haemophilus influenzae mit 1.8 Millionen Basen pro Strang.
Eine Analogie ist die Tatsache, dass die englische Sprache 26 Buchstaben hat, aber Englischsprachige können alle diese Buchstaben in verschiedenen Wortkombinationen zusammensetzen und komplexe Gespräche führen. Ein sehr einfaches Beispiel ist, wenn jemand „Töpfe“ sagt. Die gleichen Buchstaben in umgekehrter Reihenfolge bedeuten etwas völlig anderes; „Halt.“ Wenn also in einem anderen Beispiel die Zelle ein Gen mit einer Sequenz liest, die mit CCTTGGAA beginnt…, wird sie ein anderes Zellprodukt herstellen als eines, das mit AATTGGAA beginnt…, obwohl die Sequenzen ähnlich sind. Nukleinsäuresequenzen in Genen müssen relativ genau sein, da der Organismus sonst möglicherweise nicht in der Lage ist, das richtige Produkt zu bilden.
Im Grunde fungieren Nukleinsäuren als Computer, der die Zelle organisiert. Sie liefern auch die Anweisungen, die die Zelle benötigt, um sich selbst zu replizieren. Ohne die Nukleinsäure kann eine Zelle oder ein Organismus keine andere Version von sich selbst aufbauen. Nur diejenigen Lebensformen, die sich selbst replizieren können, können bis in die nächste Generation überleben. Aus diesem Grund sind Nukleinsäuren in jeder Lebensform auf der Erde vorhanden.