Le modifiche della fisionomia di una persona durante la crescita sono scritte nel DNA, il quale possiede diverse regioni, non tutte attive nella stessa fase di sviluppo, ma che sono "lette" dalle cellule in tempi diversi, a seconda delle istruzioni necessarie per costruire un organismo.
Il DNA è sempre lo stesso, in tutte le cellule del nostro organismo, in tutto l'arco della vita. La differenza è dovuta alle proteine, che sono sintetizzate a partire da informazioni contenute nel DNA. Per semplificare, si può dire che ogni proteina è costruita sulla base di ricette, i geni, contenute nel DNA. Ogni cellula ha tutte le ricette, ma ciascuna cellula utilizza solo specifiche ricette, che possono cambiare con il passare del tempo. Questi cambiamenti possono essere programmati (per esempio, quelli che determinano le modifiche durante lo sviluppo embrionale) oppure determinati dall'ambiente.
Tutte le volte che ingeriamo del cibo, o ci esponiamo ad un cambiamento climatico, attiviamo dei cambiamenti nelle nostre cellule che portano all'attivazione di determinate zone del DNA e allo spegnimento di altre. Per esempio, per sintetizzare gli enzimi digestivi rilasciati nello stomaco e nell'intestino, oppure per aumentare le reazioni energetiche che producono calore e ci aiutano a scaldarci, impedendo il raffreddamento degli organi interni quando siamo esposti al freddo.
Ma chi decide quali geni leggere in un determinato momento, e quindi l'aspetto della singola cellula e dell'organismo? Anche in questo caso sono delle proteine, che in base a segnali che provengono dall'esterno della cellula (dall'ambiente o da altre cellule), legano il DNA formando dei complessi e rendendolo accessibile o inaccessibile alla lettura. Le proteine legano il DNA in zone particolari, dette regolatorie, in quanto non contengono alcuna ricetta ma delle specie di interruttori: decidono se la ricetta a valle, o a monte (a seconda dei casi), può essere letta o meno. In questa operazione ha una grande importanza il DNA non codificante, che costituisce la maggior parte del nostro genoma, e che non ha una funzione regolatoria specifica ma che si sa essere coinvolti nel rendere più o meno fisicamente accessibili certe zone del DNA (formando, per esempio, delle strutture tridimensionali compatte). Fino a pochi anni fa si pensava che queste sequenze non fossero importanti, pertanto erano definite DNA spazzatura. La correlazione con anomalie del DNA in queste zone e un certo numero di malattie ha aperto la strada alla ricerca della loro funzione.
In realtà, con il passare del tempo il nostro DNA subisce alcune piccole modifiche anche nella sua sequenza (il susseguirsi della basi, i quattro elementi chimici che compongono il DNA e che determinano le potenzialità di funzione di ciascuna porzione), dovute a diversi fattori, principalmente all'esposizione a sostanze mutagene quali radiazioni ultraviolette, radioattivo, stress ossidativi importanti, alcuni virus particolari. Queste sostanze rompono il DNA e nei processi di riparazione possono essere introdotti degli errori, che modificano lievemente le sequenze. Se queste modifiche avvengono in determinati punti, importanti per la fisiologia, possono insorgere malattie genetiche, come i tumori. Generalmente il nostro apparato di riparazione è in grado di correggere adeguatamente gli errori, ma non in soggetti in cui questo apparato è difettivo per motivi genetici ereditari (soggetti ad alto rischio di sviluppare tumori) o quando il numero di rotture introdotte è molto alto. Questi apparati sono sempre attivi nelle nostre cellule, in quanto gli errori introdotti sono moltissimi anche durante le semplici operazioni di moltiplicazione delle cellule. Se così non fosse, il nostro DNA sarebbe completamente diverso a pochi mesi dal concepimento.
Un'altra modifica importante che subisce il DNA con il passare del tempo è l'accorciarsi dell'estremità dei cromosomi (i telomeri). Il nostro genoma è organizzato in cromosomi, filamenti di DNA. Quando le cellule si riproducono (duplicazione cellulare), il DNA è copiato integralmente per fornire il materiale genetico alle cellule nascenti. Purtroppo, l'apparato che si occupa della copiatura non è in grado di riprodurre in modo efficiente l'estremità dei cromosomi, pertanto questa è progressivamente persa (con l'eccezione delle cellule della riproduzione, che hanno un apparato speciale che impedisce questa perdita). In questo modo, i cromosomi si accorciano progressivamente. All'estremità dei cromosomi non esistono geni, ma la funzione delle porzioni più esterne non è ancora del tutto nota, a parte costituire un sistema tampone prima che la perdita progressiva possa interessare zone vitali per la cellula.
Nonostante queste modifiche, l'identificazione di un individuo mediante il suo DNA non è compromessa. Infatti, l'analisi del DNA ai fini identificativi non è effettuata su tutti e tre i miliardi di basi che compongono il genoma umano, ma su minuscole sezioni di esso, altamente caratteristiche e conservate per ogni individuo. Queste sezioni si trovano generalmente nelle porzioni non codificanti e hanno la caratteristica di essere facilmente identificabili con tecniche di analisi, ma lievemente diverse in individui diversi. Si analizzano generalmente da 5 a 14-15 di queste zone diverse, per avere un dato statistico rilevante che rassicuri su un probabilità di errore praticamente nulla.