Το δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ (DNA) εξυπηρετεί διάφορους σκοπούς, συμπεριλαμβανομένης της αποθήκευσης και της αντιγραφής δεδομένων, στο ανθρώπινο κύτταρο και στα κύτταρα πολλών άλλων οργανισμών. Το DNA σε ένα ανθρώπινο κύτταρο είναι πρωτίστως υπεύθυνο για την αποθήκευση γενετικών πληροφοριών που χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο σχεδόν κάθε πτυχής της κυτταρικής έκφρασης. Αυτές οι γενετικές πληροφορίες μεταβιβάζονται από τους γονείς στους απογόνους, με αποτέλεσμα να γεννούν απογόνους με κάποια γενετικά χαρακτηριστικά του κάθε γονέα. Το DNA αντιγράφεται επίσης κάθε φορά που το κύτταρο διαιρείται. Αυτό διασφαλίζει ότι κάθε κύτταρο στο σώμα έχει και εκφράζει τις ίδιες γενετικές πληροφορίες. Είναι επίσης το πρώτο στοιχείο στη σύνθεση των πρωτεϊνών, οι οποίες είναι υπεύθυνες για την περισσότερη κυτταρική δραστηριότητα.
Το DNA σε ένα ανθρώπινο κύτταρο εξυπηρετεί έναν ουσιαστικό ρόλο στη βιολογική κληρονομικότητα, μέσω της οποίας ένα παιδί κατέχει κάποια γενετικά χαρακτηριστικά του καθενός από τους γονείς του. Οι άνθρωποι αναπαράγονται μέσω της σεξουαλικής αναπαραγωγής. Τα περισσότερα ανθρώπινα κύτταρα περιέχουν δύο αντίγραφα του ανθρώπινου γονιδιώματος, έτσι ώστε, μετά την κυτταρική διαίρεση, και τα δύο θυγατρικά κύτταρα να περιέχουν τις ίδιες γενετικές πληροφορίες. Τα κύτταρα αναπαραγωγής, ένα εκ των οποίων προέρχεται από κάθε γονέα, περιέχουν μόνο ένα αντίγραφο. Δύο αναπαραγωγικά κύτταρα – ένα ωάριο και ένα σπέρμα – συνδυάζονται για να σχηματίσουν ένα ανθρώπινο έμβρυο που περιέχει μια τυχαία ποικιλία γενετικών πληροφοριών από κάθε γονέα.
Η αποθήκευση και η αντιγραφή δεδομένων είναι ένας από τους κύριους ρόλους του DNA σε ένα ανθρώπινο κύτταρο. Ακριβή αντίγραφα του ανθρώπινου γονιδιώματος πρέπει να αποθηκεύονται μέσα σε κάθε κύτταρο, ώστε τα γονίδια να μπορούν να εκφραστούν σωστά. Οι μεταλλάξεις στο DNA μπορούν να προκαλέσουν αλλοίωση των αποθηκευμένων γενετικών πληροφοριών. Αυτό μπορεί να προκαλέσει αλλοιωμένη γονιδιακή έκφραση που μπορεί να οδηγήσει σε καρκίνο ή άλλες ασθένειες. Η αντιγραφή του DNA, λοιπόν, πρέπει να είναι μια διαδικασία υψηλής πιστότητας, αφού συμβαίνει αμέτρητες φορές κατά τη διάρκεια μιας ανθρώπινης ζωής και ακόμη και μικρά λάθη στην αντιγραφή μπορούν να προκαλέσουν επιβλαβείς μεταλλάξεις. Κατά συνέπεια, υπάρχει μια ποικιλία μηχανισμών ελέγχου σφαλμάτων στη διαδικασία αντιγραφής του DNA που αποτρέπουν σχεδόν όλα τα πιθανά σφάλματα αναπαραγωγής.
Μεγάλο μέρος των γενετικών πληροφοριών που περιέχονται στα ανθρώπινα κύτταρα υπάρχει για να εκφραστεί ως RNA ή πρωτεΐνη. Σε μια διαδικασία που ονομάζεται μεταγραφή, το δίκλωνο DNA μετατρέπεται σε μονόκλωνο RNA ή ριβονουκλεϊκό οξύ. Ορισμένες μορφές RNA μπορούν να εξυπηρετήσουν διάφορες κυτταρικές λειτουργίες με βάση τις μοριακές τους διαμορφώσεις, αλλά οι περισσότερες μεταφράζονται σε πρωτεΐνες. Οι πρωτεΐνες εξυπηρετούν μια τεράστια ποικιλία κυτταρικών λειτουργιών, που κυμαίνονται από τη σηματοδότηση έως την κυτταρική ρύθμιση έως την κατάλυση βιοχημικών αντιδράσεων. Το DNA σε ένα ανθρώπινο κύτταρο, λοιπόν, είναι υπεύθυνο για την κληρονομικότητα, την αντιγραφή και την έκφραση των γενετικών πληροφοριών.