Hücrelerde bulunan koşullar altında DNA, çift sarmal bir yapı benimser. Bu çift sarmal yapının çeşitli varyasyonları olmasına rağmen, hepsi aynı temel bükülmüş merdiven şekline sahiptir. Bu yapı, DNA'ya onu çok kararlı kılan fiziksel ve kimyasal özellikler verir. Bu stabilite önemlidir, çünkü iki DNA zincirinin kendiliğinden parçalanmasını önler ve DNA'nın kopyalanma biçiminde önemli bir rol oynar.
Termodinamik
Entropi, düzensizliğe benzer fiziksel bir özelliktir. Termodinamiğin İkinci Yasası, çift sarmal oluşumu gibi süreçlerin sadece entropide net bir artışla sonuçlanırsa kendiliğinden olur (esas olarak sıcaklık). Sarmalın oluşumuna eşlik eden entropi artışı ne kadar büyükse, molekülün çevresine ısı salınımı o kadar fazla ve çift sarmal o kadar kararlı olacaktır. Çift sarmal kararlıdır çünkü oluşumu entropide bir artışa yol açar. (Tersine, DNA parçalanması, ısı absorpsiyonunun gösterdiği gibi entropide bir azalmaya yol açar.)
nükleotidler
DNA molekülü, uzun, bükülmüş merdiven benzeri bir zincirde birbirine bağlı birçok alt birimden yapılır. Bireysel alt birimlere nükleotidler denir. Hücrelerdeki DNA hemen hemen her zaman iki polimer zincirinin tek bir molekül oluşturmak üzere birbirine bağlandığı çift zincirli biçimde bulunur. Hücrelerde bulunan pH (tuz konsantrasyonu) ve sıcaklık koşullarında, çift sarmal oluşumu entropide net bir artışa neden olur. Bu nedenle ortaya çıkan yapı, ayrı kaldıklarında iki iplikçikten daha kararlıdır.
Stabilize Edici Faktörler
İki DNA dizisi bir araya geldiğinde, iki zincirdeki nükleotitler arasında hidrojen bağları adı verilen zayıf kimyasal bağlar oluştururlar. Bağ oluşumu enerjiyi serbest bırakır ve böylece entropide net bir artışa katkıda bulunur. Ek bir entropi artışı, sarmalın merkezindeki nükleotidler arasındaki etkileşimlerden gelir; bunlara temel istifleme etkileşimleri denir. DNA zincirlerinin omurgasındaki negatif yüklü fosfat grupları birbirini iter. Bununla birlikte, bu kararsızlaştırıcı etkileşimin üstesinden, uygun hidrojen bağı ve baz istifleme etkileşimleri ile gelinir. Bu nedenle çift sarmal yapı tek zincirden daha kararlıdır: oluşumu entropide net bir kazanıma neden olur.
DNA formları
DNA birkaç farklı çift sarmal yapısından birini benimseyebilir: bunlar DNA'nın A, B ve Z formlarıdır. Hücresel koşullar altında en kararlı olan B formu "standart" form olarak kabul edilir; tipik olarak çizimlerde gördüğünüzdür. A formu bir çift sarmaldır ancak B formundan çok daha sıkıştırılmıştır. Ve Z formu B formuna göre ters yönde bükülür ve yapısı çok daha fazladır. "uzanmış." A formu hücrelerde bulunmaz, ancak hücrelerdeki bazı aktif genler A formunu benimser. Z formu. Bilim adamları bunun ne kadar önemli olabileceğini veya bunun evrimsel bir önemi olup olmadığını henüz tam olarak anlamış değiller.