Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) приобрела большую известность, поскольку ее структура с двойной спиралью была известна в 1953 году группой исследователей, включая Джеймса Уотсона, Фрэнсиса Крика и Розалинду Франклин. Любой, кто смотрит полицейские процедурные шоу или фильмы в наши дни, знает, что человеческая ДНК может быть использована для уникальной идентификации людей, как микроскопические версии отпечатков пальцев; большинство выпускников средней школы, вероятно, знают, что ДНК в материальном смысле делает нас теми, кто мы есть, а также раскрывает многое о наших родителях и детях, которые у нас есть, в настоящее время или в будущем.

На самом деле ДНК - это материал, из которого сделаны гены. Ген - это просто длина молекулы ДНК, которая несет биохимический код для создания определенного белкового продукта, такого как фермент или волокно коллагена. ДНК представляет собой макромолекулу, которая состоит из мономеров, называемых нуклеотидами, каждый из которых, в свою очередь, имеет три компонента: пятиуглеродный сахар (дезоксирибоза в ДНК, рибоза в РНК), фосфатная группа и азотистое основание. Вариация в нуклеотидах является результатом вариаций в этих азотистых основаниях, поскольку ДНК и РНК имеют четыре вида - аденин (A), цитозин (C), гуанин (G) и тимин (T). (В РНК урацил, или U, заменен на T.) Следовательно, уникальные нити ДНК получают с помощью новых последовательностей ДНК, которые они содержат. Например, цепь с нуклеотидной последовательностью ATTTCGATTA может содержать код одного генного продукта, тогда как TAGCCCGTATT может содержать код другого. (Примечание: это случайно выбранные последовательности.

Поскольку ДНК является двухцепочечной, каждая пара строго спаривается с базой на комплементарной цепи: A всегда с T, а C всегда с G. Таким образом, цепь ATTTCGATTA будет соединяться с цепью TAAAGCTAAT в соответствии с этими нерушимыми правилами.

Считается, что ДНК является самой крупной молекулой в организме и имеет длину до многих миллионов пар оснований (иногда выражаемых в виде нуклеотидов). Каждая отдельная хромосома, на самом деле, состоит из одной очень длинной молекулы ДНК вместе со значительным количеством структурного белка.