Die grundlegenden Unterschiede zwischen Prokaryoten und Eukaryoten sowie die Mechanismen der DNA-Replikation und die Eigenschaften des genetischen Codes sind zentrale Konzepte der Zellbiologie.
Prokaryoten und Eukaryoten unterscheiden sich fundamental in ihrem Zellaufbau. Während Prokaryoten keinen echten Zellkern besitzen und ihre DNA frei im Cytoplasma vorliegt, verfügen Eukaryoten über einen membranumschlossenen Zellkern. Prokaryoten haben auch keine Mitochondrien oder andere Organellen, besitzen aber eine stabile Zellwand. Typische Prokaryoten Beispiele sind Bakterien und Archaeen. Die Prokaryoten Eukaryoten Unterschiede zeigen sich auch in der Größe und Komplexität - prokaryotische Zellen sind deutlich kleiner und einfacher aufgebaut.
Die DNA-Replikation erfolgt semikonservativ, wobei der ursprüngliche DNA-Doppelstrang aufgetrennt wird und beide Stränge als Vorlage für die Synthese eines neuen komplementären Strangs dienen. Der DNA-Replikation Ablauf wird durch verschiedene DNA-Replikation Enzyme wie DNA-Polymerasen, Helikasen und Ligasen gesteuert. Ein wichtiger Aspekt ist die kontinuierliche und diskontinuierliche Replikation - während der Leitstrang kontinuierlich synthetisiert wird, erfolgt die Synthese des Folgestrangs in kurzen Fragmenten. Der genetische Code weist wichtige Eigenschaften auf: Er ist universell (gilt für fast alle Organismen), degeneriert (mehrere Codons können für die gleiche Aminosäure codieren), eindeutig (jedes Codon codiert nur für eine Aminosäure) und kommafrei (wird ohne Trennzeichen abgelesen). Diese 6 Eigenschaften des genetischen Codes ermöglichen eine präzise und zuverlässige Übersetzung der genetischen Information in Proteine.