Молекулярно-генетический уровень организации живого связан с хранением и потоком информации в сменяющихся поколениях клеток и организмов. В клетке в этом потоке последовательно участвуют ДНК хромосомы ядра, и-РНК, т-РНК, рибосомы и ферменты активации аминокислот. Кроме того, синтезируются белки определенной структуры и функций. Им принадлежит главная роль в хранении информации и ее реализации. Они обеспечивают процессы синтеза белка, обмен веществ, закономерности роста, размножение наследственности и изменчивость. Нарушение их структуры влечет патологию.
Наследственный материал вирусов представлен дву- или одноцепочечной молекулой ДНК, или РНК. У вируса табачной мозаики РНК образует одноцепочечную спираль длиной до 300 нм и диаметром 8 нм. Двухцепочечную РНК имеет вирус СПИДа. Большинство бактериофагов ДНК-содержащие.
У прокариот наследственный материал представлен кольцевой молекулой ДНК (кольцевая хромосома).
У эукариот наследственный материал представлен хромосомами.