U nekoliko rečenica pokušat ćemo dočarati što je to DNA. Možda bi bilo zgodno krenuti na ovaj način. Ljude je uvijek intrigriralo nasljeđivanje bilo u njihovoj obitelji, bilo u njihovom vrtu među biljkama ili među životinjama. Kroz tisuće godina ljudi su selekcionirali na stotine biljnih i životinjskih vrsta, rasa, sorti kako bi dobili udomaćene biljke i životinje s novim osobinama (npr. veći i ukusniji plodovi biljaka, krave koje daju više mlijeka, ovce koje daju više vune, veliki broj rasa pasa itd.). Ljudi su shvatili da se željene osobine mogu dobiti križanjem roditelja s određenim osobinama i da se mogu dalje prenositi potomstvom, ali nisu razumjeli pravu prirodu nasljeđa. 

Osnovu teorije o nasljeđivanju postavio je Gregor Mendel krajem prošloga stoljeća. Proučavajuči nasljeđivanja kod biljaka on je otkrio osnovne zakonitosti, a njegovi faktori nasljeđivanja su ono što danas nazivamo genima. Geni su osnova nasljeđivanja koja se prenose s generacije na generaciju. Više gena zajedno s nekim proteinima čini kromosome, koji su sastavni dijelovi stanične jezgre. Kromosome je moguće vidjeti svjetlosnim mikroskopom, ali tek nakon bojanja u stanicama koje se intenzivno mitotski dijele (npr. stanice korijena luka).

 

Prokarioti su stanična živa bića jednostavne građe koja imaju staničnu stijenku i membranu ali nemaju staničnu jezgru (nemaju oblikovanu jezgrinu ovojnicu) ni organele, osim ribosoma. U ovu skupinu organizama pripadaju bakterije i Archaea, dok su svi ostali, jednostanični ili višestanični organizmi, eukarioti. U citoplazmi prokariotskih stanica DNA se nalazi slobodno kao jezgrin ekvivalent, nukleoid.

 

Za DNA kažemo da su molekule nasljeđa jer u jezgri, mitohondrijima i kloroplastima stanice sadrže upute (gene) za izgradnju proteina koji sudjeluju u izgradnji stanice te u regulaciji svih životnih procesa u stanici pa i u cijelom višestaničnom organizmu. RNA molekule su obično posrednici između DNA i njihovog konačnog produkta, proteina. RNA molekule u stanici prenose informaciju s DNA (glasnička RNA ili mRNA engl. messenger) na ribosome (rRNA) gdje se sastavljaju proteinski lanci uz pomoć transportne RNA (tRNA engl. transfer). Zanimljivo je naglasiti kako uz ove funkcije postoje i neka odstupanja npr. kod nekih skupina virusa molekula nasljeđa nije DNA nego RNA. Uz navedene "glavne" funkcije postoje i neke druge funkcije RNA i DNA kao što je ona u kojoj kratki odsječak RNA služi kao klica pri umnožavanju DNA (npr. pri mitozi).

DNK nije jedinstvena molekula nego par molekula koje su međusobno povezane vodikovim vezama i organizirane tako da su njeni lanci međusobno komplementarni, od početka do kraja. Svaki se lanac DNK sastoji od građevnih jedinica zvanim nuklotidi kojih ima 4 vrste: adenin (A), citozin (C), guanin (G) i timin (T). U nekim organizmima, uracil zamjenjuje timin u DNK samog organizma.

Između dva lanca, svaka baza jednog može biti sparena s određenom bazom drugog lanca i to tako da se adenin spaja uvijek sa timinom (spajaju se sa dvije vodikove veze), i obrnuto te citozin uvijek sa guaninom (tri vodikove veze), i obrnuto. Tako dobivamo moguće kombinacije: A+T, T+A, C+G, G+C. U rijetkim se situacijama događa krivo sparivanje npr. kad timin prijeđe u svoju enolni oblik, a citozin u imino oblik. Dvolančana struktura DNK omogućava jednostavan mehanizam za DNK replikaciju: lanci DNK se odvajaju poput patenta zatvarača čime se lanci otvaraju prema brojnim nukleotidima u okolini. Enzimi stvaraju novi lanac tržeći pravilnu bazu u okolini i sparuju je sa originalnim jednostrukim lancem. Naravno, baza na starom lancu određuje koja će baza biti na novom lancu da se sačuva komplementarnost. Tako stanica završava replikaciju sa još jednom kopijom svoje DNK.