脱氧核糖核酸(DNA)
DNA是聚合物四个核苷酸A, C, G和T，它们通过A连接骨干的交替磷酸而且脱氧核糖糖残留。这些含氮碱基以互补的形式出现，这取决于它们之间形成氢键的能力。A总是通过两个氢键和T配对，G总是通过三个氢键和C配对。A:T和G:C的氢键对的跨度几乎相同，允许它们均匀地桥接糖-磷酸链。这个结构，连同分子的化学稳定性使DNA成为理想的遗传物质。互补碱基之间的结合也为DNA的复制和遗传信息的传递提供了一种机制。
化学结构
1953年詹姆斯·d·沃森而且弗朗西斯·克里克提出了一种基于低分辨率x射线晶体学的DNA三维结构数据根据欧文·查加夫的观察，在自然存在的DNA中，T的含量等于A的含量，G的含量等于c的含量。沃森和克里克共有A诺贝尔奖1962年，由于他们的努力，假设两条多核苷酸链相互缠绕，形成一个双螺旋结构．这两条链虽然相同，但由5 '到3 '磷酸二酯键的方向决定，它们的方向相反。糖-磷酸链沿着螺旋的外面，碱基在里面，它们连接在那里互补通过氢键以另一条链为基础。
正常DNA的双螺旋结构采用一种右旋形式，称为b螺旋。螺旋大约每10个碱基对旋转一次。B-DNA有两个主槽，一个宽的主槽和一个窄的小槽。许多蛋白质在主槽的空间中相互作用，在那里它们与碱基进行序列特异性接触。此外，已知有少数蛋白质通过小凹槽进行接触。
DNA的几种结构变体是已知的。在A-DNA，在高盐浓度和水量最小时，碱基对向小槽倾斜和位移。左撇子Z-DNA最容易在含有交替嘌呤和嘧啶序列的链中形成。当含有嘧啶的两条链与含有嘌呤的第三条链相互作用时，DNA可以形成三重螺旋。
B-DNA通常被描述为光滑的螺旋;然而，特定的碱基序列会扭曲原本规则的结构。例如，A残基的短束与一般序列的短段穿插在一起会导致DNA分子弯曲。另一方面，倒置碱基序列产生具有四向连接的十字形结构，类似于重组中间体。其中大部分替代DNA结构仅在实验室中被描述，其细胞意义尚不清楚。
生物结构
自然存在的DNA分子可以是圆形的，也可以是线性的。单细胞的基因组细菌而且古生菌(原核生物)，以及线粒体而且叶绿体(细胞内的某些功能结构)，是环状分子。此外，一些细菌和古生菌有更小的环状DNA分子质粒通常只包含少数基因。许多质粒很容易从一个细胞传递到另一个细胞。对于一个典型的细菌来说，编码生物体所有基因的基因组是单一的连续的含有50万到500万个碱基对的环状分子。大多数人的基因组真核生物一些原核生物含有线性DNA分子，称为染色体．例如，人类DNA由23对线性染色体组成，包含30亿个碱基对。
在所有的细胞中，DNA不是在溶液中自由存在，而是以蛋白质包裹的复合物形式存在，称为染色质。在原核生物中，DNA上松散的蛋白质外衣有助于屏蔽磷酸二酯骨架的负电荷。染色质也含有蛋白质控制基因表达和决定染色体的特征形状。在真核生物中，一段长度在140到200个碱基对之间的DNA缠绕在一组离散的8个带正电的蛋白质(称为组蛋白)周围，形成一个称为核小体的球形结构。额外的组蛋白被连续的DNA片段包裹，形成一系列核小体，就像串珠一样。DNA的转录和复制在真核生物中更为复杂，因为核小体复合物必须至少部分地分解才能有效地进行。
大多数原核生物病毒包含线性基因组，通常要短得多，只包含病毒所需的基因传播．细菌病毒叫做噬菌体(或噬菌体)可能包含线性和圆形的DNA。例如，感染细菌的噬菌体λ (lambda)的基因组大肠杆菌，含有48,502个碱基对，可以以线性分子的形式存在蛋白质外套。噬菌体λ的DNA也可以以圆形形式存在(如本节所述特有的复合)是能够的集成进入宿主细菌细胞的环状基因组。在真核病毒中发现了圆形和线性基因组，但它们更常用核糖核酸作为遗传物质。
生化特性
变性
DNA双螺旋链是由氢键互补碱基对之间的相互作用。加热DNA解决方案很容易破坏这些氢键，使两条链分离-这个过程称为变性或融化．当溶液冷却时，两条链可能会重新结合，重新形成起始的DNA双链——这个过程被称为复性或杂交。这些过程构成了许多重要技术的基础操纵DNA。例如，被称为寡核苷酸的一小段DNA可以用来测试一个很长的DNA序列中是否嵌入了寡核苷酸的互补序列。通过杂交，单链DNA分子可以从任何来源捕获互补序列。RNA的单链也可以重新结合。DNA和RNA单链可以形成比双链DNA更稳定的杂交分子。这些分子构成了用于纯化和表征的技术的基础信使核糖核酸(mRNA)与单个基因对应的分子。
紫外线吸收
通过测量波长为260纳米(十亿分之一米)的紫外线(UV)的吸收，可以监测DNA的融化和重新结合。当DNA是双链的时候构象但当DNA是单链的时候，碱基的分解会导致吸收的增强，即高铬性。因此，DNA是单链还是双链的程度可以通过监测紫外线吸收来确定。
化学改性
DNA分子组装后，它可能会被化学修饰——有时是被一种叫做DNA甲基转移酶的特殊酶故意修饰，有时是被氧化修饰，电离辐射，或化学致癌物的作用。DNA也可以是裂解被酶降解核酸酶．