Struktura DNA:
Zasady występujące w DNA są związkami aromatycznymi, zbudowanymi z węgla i azotu. Ze względu na budowę można wyróżnić trzy typy zasad:

• pochodne puryny - złożone z dwóch sprzężonych pierścieni węglowo – azotowych, należą tu: adenina i guanina, różniące się bocznymi  grupami egzocyklicznym
• tymina i cytozyna są piramidami, każda z nich zawiera pojedynczy pierścień węglowo – azotowy i podobnie jak zasady purynowe różnią się jedynie bocznymi grupami

Składnikiem cukrowym w nukleozydach występujących w RNA jest ryboza; w skład RNA wchodzą więc rybonukleozydy. W DNA cukrem jest deoksyryboza (to znaczy, że grupa 2’-OH rybozy została zastąpiona przez atom wodoru, stąd też nazwa „deoksy") i dlatego nukleozydy wchodzące w skład DNA nazywamy deoksynukleozydami. W DNA występują:

- deoksyadenozyna,
- deoksyguanozyna,
- deoksytymidyna,
- deoksycytydyna.

W każdym z tych nukleozydów C-1 cukru jest połączony z zasadą poprzez jeden z atomów azotu. Jeśli zasadą jest pirymidyna, to w wiązanie cukru jest włączony azot 1 pierścienia (to znaczy N-1). Jeśli zasadą jest puryna, to cukier wiąże się poprzez azot w pozycji 9 (N-9).

Fosforanowe estry nukleozydów nazywamy nukleotydami. Składają się one z reszty fosforanowej połączonej z grupą hydroksylową nukleozydu związaną z węglem piątym (C-5) reszty cukrowej, a więc tworzą nukleozydo-5'-fosforany (na przykład adenozyno-5'-fosforan), określane też jako 5'-nukleotydy.
Numer z apostrofem (znakiem „prim") oznacza atom węgla rybozy, przy którym znajduje się fosforan. Resztą cukrową w DNA jest deoksyryboza i dlatego zawarte w nim nukleotydy nazy¬wamy deoksynukleotydami (lub deoksyrybonukleotydami).
Deoksynukleotydy mogą zawierać:
- pojedynczą grupę fosforanową (ortofosforanową) – deoksynukleozydo-5'-monofosforany, dNMP,
- grupę pirofosforanową (difosforanową) - deoksynukleozydo-5'-difosforany, dNDP,
- grupę trifosforanową - deoksynukleozydo-5'-tri fosforany, dNTP.

Prekursorami w syntezie DNA są 5'-trifosforany deoksynukleozydów:
- deoksyadenozyny dATP,
- deoksyguanozyny dGTP,
- deoksycytydyny dCTP,
- deoksytymidyny dTTP.
Litera „d" stawiana przed skró¬towymi nazwami trifosforanów deoksynukleozydów oznacza, że w skład tych nukleotydów wchodzi deoksyryboza. Podczas syntezy DNA od każdego trifosforanu deoksynukleozydu zostają odszczepione dwie reszty fosforanowe (jako pirofosforan), w rezultacie czego do DNA zostaje wprowadzony tylko monofosforan.

Poszczególne nukleotydy, tworząc w cząsteczkach DNA długie polime¬rowe łańcuchy, są ze sobą połączone wiązaniami kowalencyjnymi pomię¬dzy fosforanami i cząsteczkami cukru. Fosforan połączony z grupą 5'-hydroksylową jednego nukleotydu łączy się z grupą 3'-hydroksylową nukleotydu poprzedniego. Ponieważ każde wiązanie fosforan-hydroksyl jest wiązaniem estrowym, połączenie pomiędzy dwoma deoksynukleoty-dami jest nazywane wiązaniem 3',5'-fosfodiestrowym. Tak więc w łańcuchu DNA wszystkie grupy 3'- i 5'-hydroksylowe są zaangażowane w tworzenie wiązań fosfodiestrowych, z wyjątkiem tych, które znajdują się na początku i na końcu łańcucha. 5'-Fosforan pierwszego nukleotydu nie jest związany z żadnym innym nukleotydem, a nukleotyd ostatni w łańcuchu ma wolną grupę 3'-hydroksylową. W rezultacie każdy łań¬cuch DNA wykazuje polarność budowy — jego koniec 5' jest odmienny od końca 3'.

SEKWENCJA DNA:
Każdy nukleotyd można traktować jako pojedynczą literę w alfabecie złożonym tylko z czterech liter — A, G, C i T. Różne geny zawierają różne sekwencje tych liter, dzięki czemu kodują różne biologiczne informacje. Ponieważ deoksynukleotydy w DNA różnią się tylko zasadami, sekwen¬cja nukleotydów może być określona po prostu jako sekwencja zasad. Na przykład ACTTTCAGACC jest częścią sekwencji zasad jakiegoś genu, kodującą fragment jednego białka, podczas gdy TGGAACCGTCA jest częścią sekwencji zasad innego genu, kodującego inne białko. Przyjęto, że sekwencję zasad pisze się w kierunku od końca 5' nici (łańcucha) DNA do końca 3', to znaczy w kierunku 5' 3'. Wiedząc, że w DNA występują cztery typy nukleotydów, można obliczyć, iż łańcuch o długości n nukleotydów może wykazywać 4n rozmaitych sekwencji. Typowe cząsteczki DNA mają długość wielu tysięcy nukleotydów, mogą więc zawierać ogromną ilość informacji.

HELIKALNA STRUKTURA
W 1953 r. Watson i Crick opracowali trójwymiarową strukturę DNA. Na podstawie obrazów dyfrakcji promieni X uzyskanych przez Franklin i Wilkinsa wydedukowali, że DNA jest zbudowany z dwóch wzajemnie oplatających się nici, razem tworzących helikalną strukturę, w której zasady są skierowane do wnętrza helisy, a rdzeń cukrowo-fosforanowy znajduje się na zewnątrz. Dwie nici (łańcuchy) DNA w dwuniciowej helisie są ułożone antyrównolegle względem siebie (jeśli jedna nić jest zorientowana w kierunku 5'  3', to druga przyjmuje orientację 3'  5'). Zasady znajdujące się w przeciwległych łańcuchach tworzą ze sobą wiązania wodorowe: A tworzy parę z T, a G z C.

KOMPLEMENTARNOŚĆ  ZASAD
Łączenie się zasad w pary jest określane jako tworzenie się komplementarnych par zasad, Większa, dwupierścieniowa zasada purynowa tworzy parę z mniejszą, jednopierścieniową zasadą pirymidynową; pary zasad doskonale „pasują" do odległości pomiędzy łańcuchami cukrowo-fosforanowymi i decydują o utrzymaniu poprawnej odległości między nimi. Odległość ta byłaby zbyt mała dla pary utworzonej z dwóch dużych zasad purynowych i zbyt duża dla pary dwóch pirymidyn, które znajdowałyby się zbyt daleko od siebie, by utworzyć wiązania wodorowe. Pomiędzy komple¬mentarnymi zasadami tworzy się maksymalna (spośród możliwych) liczba wiązań wodorowych. W każdej parze GC są trzy wiązania wodorowe, zasady w parze AT są związane dwoma wiązaniami wodorowymi. Tak więc pary zasad AT i GC stanowią układy najbardziej stabilne zarówno pod względem sterycznym (przestrzennym), jak i tworzenia się maksymalnej liczby wiązań wodorowych.