Siden Francis Crick og James Watson i 1953 på basis af resultaterne fra egne og kollegernes (Rosalind Franklin og Maurice Wilkins (røntgenkrystallografi), Erwin Chargaff (kemi)) undersøgelser fremlagde den molekylære DNA- model, er forskningen indenfor den molekylære genetik gået fremad med stormskridt. Man kunne have forventet, at den nye viden på det molekylære niveau ville have svækket eller måske være i modstrid med den syntetiske evolutionsteori. Dette har indtil nu ikke været tilfældet. Tværtimod bestyrker de nye opdagelser, som fx den fælles genetiske kode for alle de undersøgte arter, samt de basale celleproteiner ("husholdningsenzymer") der genfindes i alle celler i kun lidt varieret form,  Darwins tanker om arternes fælles afstamning.

DNA-modellen, som den fremstår i dag, er forholdsvist simpelt opbygget. Kemisk set består den af en fosforsyrerest, deoxyribose (sukkerstof) og fire nitrogenbaser (Adenin, Thymin, Cytosin og Guanin). Fosforsyreresten og deoxyribosen danner en lang kæde af alternativt fosfor-sukker-fosfor-sukker etc.. På hvert sukkermolekyle sidder en af nitrogenbaserne. To sådanne lange strenge er derefter hæftet sammen vha. brintbindinger mellem nitrogenbaserne. Dog med den begrænsning, at der overfor Adenin kun kan være Thymin og overfor Guanin kun Cytosin. De to strenge er snoet om hinanden i en a-helix, der minder om en vindeltrappe. De to strenge siges at være komplementære, idet kender man den ene, kan man forudsige den anden pga. begrænsningen i baseparringen.

Ved fordoblingen (replikation) af DNA-molekylet under celledelingen skilles de to strenge og der bygges to nye strenge (vha. baseparringen). De nye strenge vil derfor være komplementære til de gamle strenge og bære samme information. Rækefølgen af baserne betegnes basesekvensen.

Et gen er et stykke af et DNA-molekyle , der kan have flere funktioner. Den oprindelige betydning dækkede det, der i dag kaldes et strukturelt gen dvs. et stykke DNA der via en kopi (mRNA) resulterer i dannelsen af et protein i cellen. Den gamle formulering "et gen, et protein" dækker således denne opfattelse. Der er siden da fremkommet resultater, som viser, at de forskellige dele af DNA-molekylet indgår i mange slags forskellige funktioner.

Man har i dag god viden om, hvorledes informationen i DNA overføres til funktionen i et protein fx et enzym (katalysator). Kort fortalt specificerer basesekvensen i DNA rækkefølgen af aminosyrer i proteinet. Det er sekvenser af tre baser (triplet) i DNA, der specificerer hver enkelt aminosyre i proteinet. Man kender i dag betydningen af alle triplet-kombinationerne, hvilket kaldes den genetiske kode. Det er rækkefølgen og antallet af de enkelte aminosyrer, der giver proteinet dets særlige egenskaber, Det er endvidere variationen i mængden og arten af proteiner i cellerne, der betinger den variation, man finder på organismeniveau.

Selve proteinsyntesen foregår ved, at der i kernen dannes tre slags RNA. RNA ligner DNA i opbygning, men er kun enkeltstrenget og kortlivet. Den ene type, rRNA, indgår som en vigtig bestanddel i ribosomet, der er det organel, hvorpå selve proteinsyntesen sker i cytoplasmaet. Den anden type, mRNA, er en kopi af et gen, der bestemmer et proteins sammensætning. Den tredie type, tRNA, er et lille molekyle, der i den ene ende har et tilhæftningssted til en bestemt aminosyre og i den anden ende en til aminosyren svarende triplet. Processen forløber ved, at tRNA bærer aminosyrerne op til mRNA-ribosomkomplekset, hvor mRNA bestemmer rækkefølgen af tRNA (afhængigt af de komplementære tripletter) og dermed rækkefølgen af aminosyrerne til det aktive protein.

Skrevet af Arn O. Gyldenholm.