В сложном процессе филогенетического развития - эволюции, как и в процессе индивидуального развития - онтогенезе, происходит эволюция молекулярных структур.
Если в настоящее время мы встречаемся с ДНК, как с главным, наиболее совершенным хранителем и передатчиком наследственной информации, то у ряда вирусов, содержащих в качестве нуклеинового компонента только эта функция обеспечивается рибонуклеиновой кислотой. 

Так, например, обстоит дело с наиболее изученным вирусом табачной мозаики (ВТМ). По-видимому, было бы правильно предполагать, что в процессе эволюции рибонуклеиновая кислота прежде, чем ДНК, стала выполнять такие функции, и только с усложнением молекулярной организации появилась дезокси-рибонуклеиновая кислота, взявшая на себя более стабильное сохранение информации и оставившая на долю РНК функции передачи этой информации и участия в биосинтезе белков.
Трудно предположить, что при возникновении жизни на Земле сразу образовались сложные молекулы поли-нуклеотидов, имеющие уникальную и специфическую структуру. Весьма вероятно, что в элементарных жизненных процессах зачатки информации передавались при помощи других молекул, как, например, белков или даже простых метаболитов, служивших первичным генетическим материалом. Вместе с тем эти первичные свойства биологических молекул в зачаточном, «снятом» виде встречаются и в неорганической природе. Так, характеризующиеся узкой специфичностью и высокой активностью биологические катализаторы - ферменты могли развиться путем усложнения неорганических катализаторов, причем для активных центров каждой группы ферментов можно найти соответствующие им неорганические катализаторы, как, например, ионы металлов для ряда окислительных ферментов, гидрокеильные и водородные ионы - для ферментов гидролиза и т. п.
Зачатки более сложных форм информации можно видеть в строении кристаллов и особенно в пластичной и иногда весьма специфической структуре, которую могут иметь неорганические полимеры соединений кремния. Некоторые формы глины или кварца могли обладать свойством первичных носителей информации и взаимодействовать с самыми примитивными живыми образованиями. Вероятно, постепенно развиваясь в процессе эволюции, элементарные биологические структуры дали затем более совершенные макромолекулы белков и нуклеиновых кислот, лежащие в основе известных ныне форм жизнедеятельности.
Говоря о происхождении жизни и эволюции макромо-лекулярных структур, мы в значительной мере вступаем в область предположений. Однако сложные скачкообразные пути развития в живой природе подчиняются общим основным диалектическим законам. В процессе развития более совершенные формы возникли из менее совершенных и первые проявления новых функций, зародившиеся в старой системе, постепенно вышли на первый план, воплощаясь в новых макромолекулярных структурах.
Элементы обмена веществ, элементы записи информации имелись и имеются в неорганической природе. Биологические структуры отличаются совершенством этих функций, высокой приспособленностью к ним и тем, что эти функции стали у них основной формой движения, обусловившей их существование.
Молекулярную структуру, находящуюся за пределами видимости обычных микроскопов, удается различать в электронном микроскопе. Макромолекулы биологически важных полимеров переходят в надмолекулярные структуры, примером которых могут служить дезоксирибо-нуклеопротеиды, образующие ширализованные нити, хромосомы, элементарные мышечные волокна, оболочки клеток и внутриклеточных структур, мельчайшие рибо-нуклеопротеидные гранулы - рибосомы, на которых завершается образование белковой молекулы.
Эти надмолекулярные структуры, усложняясь, дают такие ультраструктуры клетки, как, например, митохондрии - большие гранулы, в которых осуществляются окислительные процессы и образование богатых энергией соединений, сложная эндоплазматическая сеть, состоящая из оболочек и рибосом, или еще более сложные структуры, как клеточные ядра и, наконец, сама клетка.
Сложная клеточная структура, ткани, органы и имеющие определенную форму, весьма совершенные тела крупных животных и растений поражают своей удивительной, подчиняющейся общему строению и в то же время уникальной индивидуальной организацией. Над молекулярным уровнем постепенно надстраиваются новые, высшие уровни жизнедеятельности. Так, с появлением оболочки возникают новые системы регуляции проницаемости, с развитием клеточных структур и внутренних мембран - ядерно-цитоплазматические отношения и регуляция обмена при помощи взаимодействия митохондрий и других органелл клетки. Далее появляются межклеточные и межтканевые взаимодействия, взаимоотношения между клетками, органами и тканями и, наконец, сначала гуморальная, а затем и нервная регуляция всего организма в целом. В многоклеточных организмах важнейшими условиями жизни становятся все большее постоянство внутренней среды и управление функциями всего живого тела при помощи нервных импульсов, идущих из центральной нервной системы, и гуморальных агентов, поступающих во внутреннюю среду. Между организмом в целом и молекулярным уровнем устанавливается многоступенчатая связь, но немаловажную роль продолжают играть и прямые связи молекулярного уровня с высшими уровнями жизнедеятельности. Благодаря этому строение организма, включая тонкие особенности индивидуума, находится в непосредственной и опосредованной связи и взаимозависимости с тонкой организацией лежащих в основе макромолекул биополимеров. Тонкие черты строения, передаваемые по наследству, записаны в макромолекулах ДНК и находят свое выражение благодаря сложному процессу белкового синтеза. От макромолекул к целостному организму идет непрерывная цепь прямых и обратных связей и взаимодействий, соединяющих в одно целое молекулярный уровень, уровень клеши, органа и организма.