核DNA
核DNAは突然変異の影響を受ける。突然変異の主要な原因は不正確なDNA複製であり、多くの場合、鋳型鎖中の過去のDNA損傷部分の合成を行う特殊なDNAポリメラーゼによるもの(損傷乗り越えDNA合成)である。突然変異は不正確なDNA修復によっても生じる。二本鎖切断のマイクロホモロジー媒介末端結合経路は特に突然変異が生じやすい経路である。生殖細胞系列(英語版)の核DNAに生じた突然変異は、適応に関してほとんどの場合中立か不利なものである。しかしながら、ごく一部の有利な突然変異は自然選択が作用して新たな適応を生み出すための遺伝的多様性となる。
分裂後の新たな細胞が十分な量のDNAを持つためには、分裂の前に元の細胞のDNAを倍化させる必要がある。この過程は、DNA複製と呼ばれる。新たな細胞は元のDNAの一方の鎖と新たに合成されたもう1本の鎖を含むため、この複製は半保存的複製と呼ばれる。元のDNAポリヌクレオチド鎖は新たな相補的なポリヌクレオチド鎖の合成の鋳型となり、DNAの一本鎖の鋳型が相補鎖の合成に用いられる。
DNA複製は、複製起点と呼ばれるDNA分子上の特定の位置から開始される。ヘリカーゼと呼ばれる酵素がDNA分子の一部をほどいて分離し、その後に一本鎖DNA結合タンパク質が結合してDNA分子の一本鎖領域を安定化させる。DNAポリメラーゼと呼ばれる酵素複合体が一本鎖部分に結合し、複製を開始する。DNAポリメラーゼは、既存のヌクレオチド鎖に新たなDNAヌクレオチドを連結させることしかできない。そのため、複製はDNAプライマーゼが複製起点でRNAプライマーを組み立てることによって開始される。