Toen Gregor Mendel voor het eerst ontdekte dat de eenheden van erfelijkheid genen werden genoemd, had hij geen idee van de mate van complicatie van de structuur van DNA. De samenwerking van veel wetenschappers toonde later aan dat DNA was gerangschikt in een gecompliceerd model van suikers, fosfaatgroepen en nucelische zuren, bekend als de dubbele helix. De suikers en fosfaten vormen de zijkanten van de ladder terwijl de nucleïnezuren de sporten vormen.

De dubbele helix

DNA-moleculen zijn sterk gecondenseerde, uitgebreide structuren die grote hoeveelheden genetische informatie bevatten. Het DNA werd voor het eerst ontdekt door Friedrich Miescher in 1868 en werd bestudeerd door onderzoekers als Erwin Chargraff, die DNA over verschillende soorten vergeleken, en Rosalind Franklin, die DNA-moleculen met röntgenstralen onderzocht. Vooruitlopend op het werk van collega-wetenschappers, stelden James Watson en Francis Crick in april 1953 voor dat het genetisch materiaal in de dubbele helix was gerangschikt met een suikerfosfaatruggengraat en nucleïnezuursporten.

Nucleïnezuren

Vier soorten nucleïnezuren worden gevonden in DNA: adenine, thymine, cytosine en guanine. Nucleïnezuren, ook bekend als basen, dienen als de bouwstenen van DNA. De ordelijke sequentiebepaling van deze basen vormt de genetische code van een enkele DNA-streng. Wanneer twee strengen combineren om de karakteristieke dubbele helixstructuur te vormen, vormen nucleïnezuren een paar om de sporten in het midden van de helix te vormen.

Purines en Pyramidines

De nucleïnezuren van DNA verdelen zich in twee groepen, met adenine en guanine genaamd purines, en thymine en cytosine bekend als pyramidines. De purines hebben een chemische structuur waarin twee ringen van atomen samenkomen. De pyramidines hebben een enkele ring. De ringstructuur speelt een belangrijke rol in de manier waarop twee strengen DNA zich hechten om de dubbele helix te vormen.

Complementaire basenparen

Om de sporten van de dubbele helix te vormen, binden nucleïnezuren in een manier die bekend staat als complementaire baseparing. Deze koppeling is niet willekeurig; enkelwandige pyramidines binden alleen over de helix met purines met dubbele ring. In het bijzonder koppelt adenine altijd met thymine en cytosine altijd met guanine. Terwijl de complementaire basenparen elkaar vinden, hechten ze zich vast aan een reeks waterstofbruggen en wordt een reeks antiparallelle strengen DNA één wikkelende dubbele helix van genetisch materiaal.