DNA jest dwuniciową, spiralnie skręconą cząsteczką, w której nici są względem siebie komplementarne (tzn. wzajemnie się dopełniają).

Komplemetarność zasad azotowych polega na tym, że w podwójnej spirali zawsze naprzeciwko adeniny leży tymina, a naprzeciwko guaniny cytozyna, które, skierowane do wnętrza spirali, łączą się według następującej reguły:

  • adenina z tyminą za pomocą podwójnego wiązania (A=T);
  • guanina z cytozyną potrójnym wiązaniem (C≡G).

Gen to podstawowa jednostka dziedziczności. Jest to odcinek DNA, który zawierają informację o sekwencji aminokwasów w pojedynczym łańcuchu polipeptydowym.

Genom - podstawowy komplet informacji genetycznej. U organizmów prostych jest haploidalny (pojedynczy, organizm haploidalny posiada n chromosomów), natomiast u większości organizmów eukariotycznych jest diploidalny (podwójny, organizm diploidalny posiada 2n chromosomów).

Kwas deoksyrybonukleinowy składa się z czterech rodzajów nukleotydów, które porównywane są do cegiełek. Nukleotydy zbudowane są z trzech składników: zasady azotowej (dwupierścieniowej puryny: adeniny lub guaniny, albo jednopierścieniowej pirymidyny: cytozyny lub tyminy), cukru - deoksyrybozy i reszty fosforanowej. W łańcuchu polinukleotydowym nukleotydy połączone są wiązaniami fosfodiestrowymi, tworząc długi, nierozgałęziony polimer.

Cechy DNA (model Watsona i Cricka):

  • DNA jest dwuniciową prawoskrętną spiralą, której łańcuchy polinukleotydowe są przeciwnie zorientowane względem siebie;
  • zasady azotowe nukleotydów skierowane są do wnętrza spirali, prostopadle do jej długiej osi, natomiast deoksyryboza i grupa fosforanowa na zewnątrz;
  • średnica helisy wynosi 2 nm, a na jeden jej skręt przypada 10 par nukleotydów;
  • obie nici są powiązane wiązaniami wodorowymi: dwoma pomiędzy A i T, trzema pomiędzy G i C.

Dlaczego DNA okazał się odpowiedni do pełnienia funkcji nośnika informacji genetycznej? Otóż posiada on przemawiające za tym następujące cechy:

  • prosta budowa chemiczna,
  • nukleotydy jako podstawowe cegiełki budulcowe,
  • polimeryczny, łańcuchowy charakter.

Replikacja jest procesem kopiowania DNA, prowadzącym do podwojenia jego ilości. Ma charakter semikonserwatywny, co oznacza to, że jedną z dwóch nici budujących cząsteczkę potomną jest nienaruszona nić macierzysta, a drugą nowopowstała nić, zsyntetyzowana na matrycy nici macierzystej. Taki sposób kopiowania wymaga rozdzielenia podwójnej spirali cząsteczki macierzystej, a następnie dobudowania do nich nici komplementarnych. Ciągłość trwania DNA jest możliwa dzięki temu, że z każdej dwuniciowej cząsteczki DNA powstają dwie potomne, posiadające identyczne sekwencje nukleotydów.

Kod genetyczny to zbiór zasad, według których w długiej nici DNA zapisywana jest informacja genetyczna mówiąca o kolejności aminokwasów wbudowywanych do łańcucha polipeptydowego.

Podstawowa jednostka informacji kodująca aminokwas zbudowana jest z trzech leżących obok siebie nukleotydów, zwanych tripletem lub kodonem. Jednoznaczność i degeneracja kodu genetycznego oznacza, że konkretny kodon koduje wyłącznie jeden, odpowiadający mu aminokwas, natomiast jeden aminokwas może być zakodowany przez kilka trójek. Trójki kodujące nie zachodzą na siebie, ani nie są oddzielone od siebie dodatkowymi znakami, a kolejność ułożenia aminokwasów w białku jest wiernym odzwierciedleniem kolejności ułożenia trójek kodujących. Ważne jest też to, że we wszystkich organizmach reguły kodu są takie same.