Acidul dezoxiribonucleic sau ADN-ul este molecula care deține materialul genetic pentru toate organismele. Se găsește în majoritatea virusurilor, în toate bacteriile și în toate celulele vegetale și animale. ADN-ul se găsește în nucleul sau centrul de control al celulei. Poate fi găsit și în mitocondrii și în cloroplaste, în acele celule care le au, precum plantele.
O moleculă de acid dezoxiribonucleic este alcătuită dintr-un lanț lung de nucleotide. Moleculele de nucleotide se formează atunci când o moleculă de zahăr cu cinci atomi de carbon, un zahăr pentoză, se unește cu o grupare fosfat și cu o bază organică. În cadrul unei molecule de ADN, zahărul este dezoxiriboză, iar bazele organice pot fi fie adenină, timină, citozină sau guanină.
Moleculele de ADN sunt macromolecule. Ele sunt formate din multe subunități care sunt fie similare, fie identice între ele. Subunitățile, nucleotidele, sunt unite cap la cap, similar unui colier de perle. Acidul dezoxiribonucleic este o polinucleotidă, dar este de obicei denumit acid nucleic.
Nucleotidele simple sunt unite între grupul fosfat al uneia și molecula de zahăr a altuia. Are loc o reacție de condensare pentru a uni cele două nucleotide și, de asemenea, produce apă. Grupa zahăr și fosfat sunt aceleași pe toată lungimea lanțului, dar oricare dintre cele patru baze poate fi atașată de zahăr.
O moleculă de ADN este formată din două catene complementare de nucleotide care sunt unite prin legături de hidrogen între baze. Fiecare bază se poate lega doar cu o altă bază. Mai exact, adenina se împerechează întotdeauna cu timină, iar citozina se împerechează întotdeauna cu guanina. Între adenină și timină, există două legături de hidrogen, iar între citozină și guanină, există trei legături. Cele două catene de nucleotide spiralează una în jurul celeilalte pentru a forma o structură alfa dublă helix.
Secvența specifică a nucleotidelor de-a lungul moleculei de acid dezoxiribonucleic este cea care determină codul genetic pentru orice celulă. Genele sunt formate din lungimi de nucleotide de-a lungul unei molecule de ADN. Sunt secvențe de tripleți ale nucleotidelor de-a lungul moleculei de acid dezoxiribonucleic. Acești tripleți determină ce aminoacizi vor fi folosiți pentru a crea proteine. Tripleții de bază specifici codifică diferiți aminoacizi.
Codul genetic al moleculei de ADN determină ce proteine trebuie formate într-o celulă. În diferite celule au loc diferite reacții chimice, în funcție de tipul de celulă și de funcția acesteia. Aceste reacții chimice sunt controlate de enzime, care sunt proteine. Prin urmare, ADN-ul determină structura și funcția unei celule pe baza faptului că secvența de nucleotide specifică ce proteine trebuie formate și când.