Najdôležitejšou zložkou chromozómov sú nukleové kyseliny, najmä kyselina deoxyribonukleová (DNA). Pri interfáze sa zdvojnásobí, čo nazývame replikáciou. Replikácia je proces, ked podľa určitej molekuly (ako podľa šablóny) vzniká presná kopia. Molekuly DNA sa replikujú.

Podľa Watson – modelu tvoria závitcovité prebiehajúce polynukleotidové reťazce molekulu DNA. Pri semipermeabilnej replikácii sa polynukleotidové reťazce molekuly DNA od seba rozstúpia a každý z nich vytvorí svoju kópiu, svoju komplementárneho partnera, takže každá z týchto takto utvorených závitovíc obsahuje jeden pôvodný (materský) a jeden nový (dcérsky polynukleotidový reťazec).

Z toho vyplýva, že množstvo DNA ja v bunke stále a pre určitý druh charakteristické. Pretože autoreprodukcie sú schopné len nukleové kyseliny, sú nositeľmi dedičnej informácie. Potvrdzuje to napr. tzv. transformácia baktérií, kde DNA infekčného bakteriálneho kmeňa ovplyvní DNA baktérií neinfekčného kmeňa tak, že začnú tiež prenášať infekciu. Hmotnou jednotkou dedičnosti je gén predstavujúci určitý úsek molekuly nukleovej kyseliny. Už sme predtým uviedli, že takmer každý gén podmieňuje vznik určitého enzýmu a tým i znaku, pretože všetky znaky organizmu sú výsledkom za sebou idúcich enzymatických reakcií. V niektorých prípadoch už poznáme celú enzymatickú reťaz, ako aj mechanizmus, ktorým morfologicky vznikne znak.


Mutácie

V prírode platí – a dôkazy nájdeme všade okolo seba, že veci sa menia. Latinsky sa hovorí: „Mutatio rerum.“ Tu počujeme slovo mutácia. Prvý raz ho na označene náhlych a trvalých dedičných zmien použil H. de Vries, ktorý vznik týchto zmien pokladal za dôležitého vývojového činiteľa. Pri genotype sme konštatovali, že je konzervatívny, že sa môže meniť krížením alebo mutáciou. Mutácie rozlišujeme podľa hmotných príčin podľa časového umiestnenia v ontogenéze a podľa činiteľov, ktoré mutáciu vyvolávajú.
Podľa hmotných príčin môžu byť mutácie chromozómové a génové.
Chromozómové mutácie predstavujú tvarové a stavebné zmeny väčších alebo menších jednotlivých chromozómov. Týmto zmenám hovoríme aberácie, ktoré možno morfologicky zistiť na chromozómoch.

Patrí sem:
- Strata časti chromozómu; ak ide o vnútorné časti nazývame ho delécia, stratu okrajových častí nazývame deficiencia.
- Obrátenie poradia génov v časti chromozómu; hovoríme mu inverzia;
- Zdvojenie časti chromozómu; zmena sa nazýva duplikácia;
- Premiestnenia časti chromozómu na iný chromozóm – translokácia;
- Spojenie dvoch chromozómov v jeden chromozóm – fúzia;
- Vytvorenie prstenca v dôsledku poškodenia chromozómu na obidvoch koncoch.

Génové mutácie sú mutáciami v pravom slova zmysle. Predstavujú zmenu na veľmi malom úseku dedičnej hmoty – v samom géne. Doteraz známymi cytologickými metódami sa nedajú zistiť. Prebiehajú na molekulárnej úrovni a spočívajú v zmene poradia jednotlivých nukleotidov v DNA.

Podľa časového umiestnenia sa mutácie rozdeľujú na somatické a gametické. Pri gametických mutáciách – chromozómových i génových – nastáva zmena bud priamo pri meioze, alebo tesne po nej, pred prvým delením oplodneného vajíčka. Pri somatických mutáciách sa zmeny uskutočňujú v období medzi ryhovaním vajíčka a diferenciáciou buniek na tkanivá a pletivá. Preto postihujú len určitú časť inak normálneho jedinca. Pri vyšších rastlinách sa tieto mutácie prejavujú najčastejšie na konáriku (výhonku), ktorý vyrástol z jedného, mutáciou postihnutého púčika, a preto sa tiež nazývajú pupeňové mutácie.