A genetikai információ dezoxiribonukleinsav (DNS) molekulákban van kódolva. Ezért a DNS az önállóan élő szervezetek lényeges eleme. A gének azok a DNS-szegmensek, amelyek genetikai információt hordoznak (1).
egyes DNS-szekvenciák nem kódolják a géneket, szerkezeti szerepük van (például a kromoszómák szerkezetében), vagy részt vesznek a genetikai információ felhasználásának szabályozásában; például a represszor helyek olyan DNS-szekvenciák, amelyek lehetővé teszik a represszor kötődését, amely megállítja a gén expressziójának folyamatát.,
A DNS két hosszú polimerből (úgynevezett szálakból) áll, amelyek ellentétes irányban futnak, és a kettős hélix szabályos geometriáját alkotják. A DNS monomerjeit nukleotidoknak nevezik. A nukleotidok három összetevőből állnak: egy bázisból, egy cukorból (dezoxiribózból) és egy foszfátmaradékból. A négy bázis az adenin (a), a citozin (C), a guanin (G) és a timin (T). A cukor és a foszfát gerincet képez a kettős spirál mindkét oldalán. A bázisok hidrogénkötésekkel kölcsönhatásba lépnek a helix másik DNS-szálán lévő kiegészítő bázisokkal.,
e négy bázis szekvenciája kódolja a genetikai információkat. A hidrogénkötésekkel ellentétes szálak két bázisa közötti kölcsönhatást bázispárosításnak nevezzük. Amint az a 3. ábrán látható, az adenin bázispárt képez a timinnal, a guanin pedig citozinnal bázispárt képez. Ezek a leggyakoribb alappárosítási minták, de alternatív minták is lehetségesek.,
a sejtben lévő DNS többsége az úgynevezett B-DNS struktúrában van jelen. Ugyanakkor más 3D struktúrákat is elfogadhat (4.ábra). A Z-DNS, amely bizonyos fehérjékhez kötött DNS-ben található, ritkább szerkezet., A Z-DNS-ben a bázisokat metilációval kémiailag módosították, a szálak pedig Balkezes spirálba fordulnak, az ellenkező irányba, mint a B forma. A Z-DNS-képződés fontos mechanizmus a kromatinszerkezet modulálásában (2).Az a-DNS szerkezet, amelynek szélesebb jobbkezes hélixje van, csak a DNS dehidratált mintáiban fordul elő, például a röntgenkristallográfiában.
