Deoksüribonukleiinhape ehk DNA on makromolekulide nimi, milles on kogu elusolendite geneetiline teave. Iga DNA molekul koosneb kahest polümeerist, mis on kujundatud topeltheeliksis ja ühendatud nelja spetsialiseeritud molekuli, mida nimetatakse nukleotiidideks, kombinatsiooniga, mis on järjestatud geenide kombinatsioonide moodustamiseks. See ainulaadne järjestus toimib nagu kood, mis määratleb iga raku geneetilise teabe. See DNA struktuuri aspekt määratleb seega selle peamise funktsiooni - geneetilise määratlemise -, kuid peaaegu kõik muud DNA struktuuri aspektid mõjutavad selle funktsioone.
Aluspaarid ja geneetiline kood
Neli DNA geneetilist kodeerivat nukleotiidi on adeniin (lühend A), tsütosiin (C), guaniin (G) ja tümiin (T). DNA-ahela ühel küljel asuvad A-, C-, G- ja T-nukleotiidid ühenduvad vastava nukleotiidipartneriga teisel pool. A ühendub T-dega ja C ühendub G-dega suhteliselt tugevate molekulidevaheliste vesiniksidemete abil, moodustades aluspaarid, mis määratlevad geneetilise koodi. Kuna kodeerimise säilitamiseks vajate ainult ühte DNA külge, võimaldab see paaritusmehhanism kahjustuste korral või replikatsiooniprotsessis DNA molekule reformida.
"Parempoolsed" topelt-heeliksi konstruktsioonid
Enamik DNA makromolekuleid on kahe üksteise ümber keerduva paralleelse ahela kujul, mida nimetatakse "topeltheeliksiks". The ahelate "selgroog" on suhkru- ja fosfaatmolekulide vaheldumisi ahelad, kuid selle selgroo geomeetria varieerub.
Loodusest on leitud kolm sellist kuju variatsiooni, millest B-DNA on inimesele kõige tüüpilisem olendid., See on paremakäeline spiraal, nagu ka A-DNA, mida leidub dehüdreeritud DNA-s ja mis kopeerib DNA proove. Nende kahe erinevus seisneb selles, et A-tüüpi pöörlemine on tihedam ja aluspaaride suurem tihedus - nagu koristatud B-tüüpi struktuur.
Vasakukäelised topeltheliksid
Teine elusolendites looduslikult leiduv DNA vorm on Z-DNA. See DNA struktuur erineb A- või B-DNA-st kõige enam selle poolest, et sellel on vasakukäeline kõver. Kuna see on ainult ajutine struktuur, mis on kinnitatud B-DNA ühte otsa, on seda raske analüüsida, kuid enamik teadlasi usub, et see toimib omamoodi B-DNA torsioonivastane tasakaalustav aine, kuna see on koodi transkriptsiooni ja replikatsiooni ajal teises otsas (A-kujuliseks) protsess.
Aluse virnastamine
Isegi rohkem kui nukleotiidide vahelised vesiniksidemed tagavad DNA stabiilsuse kõrvuti asetsevate nukleotiidide "aluse virnastamine". Kuna kõik peale nukleotiidide ühendavad otsad on hüdrofoobsed (see tähendab, et nad väldivad vett), joonduvad alused risti DNA selgroo tasapinnaga, minimeerides ahela välisküljega ("solvaadikest") kinnitatud või vastasmõjus olevate molekulide elektrostaatilisi mõjusid ja tagades seeläbi stabiilsuse.
Suunavus
Erinevad koosseisud nukleiinhappemolekulide otstes viisid teadlased määrama molekulidele "suuna". Nukleiinhappemolekulid lõpevad kinnitatud fosfaatrühmas desoksüriboossuhkru viiendast süsinikust ühes otsas, mida nimetatakse "viieks otsaks" (5 'ots), ja hüdroksüül (OH) rühmaga teises otsas, "kolm peamist otsa" (3' lõpp). Kuna nukleiinhappeid saab transkribeerida ainult 5'-otsast sünteesituna, peetakse nende suunda 5'-otsast 3'-otsani.
"TATA kastid"
Sageli on 5'-otsas tümiini ja adeniini aluspaaride kombinatsioon järjest, mida nimetatakse "TATA kastiks". Need ei ole lisatud geneetilise koodi hulka, pigem on nad selleks, et hõlbustada DNA lõhenemist (või "sulamist") haru. A- ja T-nukleotiidide vahelised vesiniksidemed on nõrgemad kui C- ja G-nukleotiidide vahel. Seega võimaldab nõrgemate paaride kontsentratsioon molekuli alguses hõlpsamat transkriptsiooni.