Το DNA, ή αλλιώς δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ, είναι το γενετικό υλικό που βρίσκεται σχεδόν σε όλους τους ζωντανούς οργανισμούς. Λειτουργεί ως το «εγχειρίδιο οδηγιών» για την κατασκευή και τη λειτουργία κάθε κυττάρου, περιέχοντας όλες τις πληροφορίες που καθορίζουν τα χαρακτηριστικά ενός οργανισμού, από το χρώμα των ματιών μέχρι την ευαισθησία σε ασθένειες. Είναι υπεύθυνο για την κληρονομικότητα, μεταφέροντας γενετικές πληροφορίες από τη μία γενιά στην επόμενη.
Η δομή του DNA είναι ιδιαίτερα ενδιαφέρουσα και κρίσιμη για τη λειτουργία του. Αποτελείται από δύο μακριές πολυνουκλεοτιδικές αλυσίδες που περιελίσσονται η μία γύρω από την άλλη, σχηματίζοντας μία διπλή έλικα, παρόμοια με μια στριφογυριστή σκάλα. Κάθε αλυσίδα αποτελείται από επαναλαμβανόμενες μονάδες που ονομάζονται νουκλεοτίδια.
Κάθε νουκλεοτίδιο αποτελείται από τρία συστατικά: ένα μόριο δεοξυριβόζης (ένα πεντοζάχαρο), μία φωσφορική ομάδα και μία αζωτούχα βάση. Υπάρχουν τέσσερις τύποι αζωτούχων βάσεων στο DNA: η Αδενίνη (Α), η Γουανίνη (G), η Κυτοσίνη (C) και η Θυμίνη (Τ).
Οι δύο αλυσίδες της διπλής έλικας συνδέονται μεταξύ τους μέσω των αζωτούχων βάσεων, οι οποίες ζευγαρώνουν με συγκεκριμένο τρόπο: η Αδενίνη (Α) πάντα ζευγαρώνει με τη Θυμίνη (Τ) και η Γουανίνη (G) πάντα ζευγαρώνει με την Κυτοσίνη (C). Αυτή η ειδική ζευγάρωση (Α-Τ και G-C) πραγματοποιείται μέσω δεσμών υδρογόνου και είναι θεμελιώδης για την ακριβή αντιγραφή του DNA και τη διατήρηση της γενετικής πληροφορίας. Οι δύο αλυσίδες είναι επίσης αντιπαράλληλες, που σημαίνει ότι τρέχουν σε αντίθετες κατευθύνσεις (η μία από 5' σε 3' και η άλλη από 3' σε 5').
