Kwas dezoksyrybonukleinowy, w skrócie DNA, jest obecny w komórkach każdego żywego organizmu. DNA tworzy skompli­kowane łańcuchy zwane genami, które są zapisem informacji o działaniu każdej komórki. Dlatego właśnie DNA bywa często nazywany cząsteczką życia.
Po raz pierwszy cząsteczkę DNA zidentyfi­kował, a następnie wyizolował, szwajcarski biochemik Friedrich Miescher. Stało się to w 1869 r. Cząsteczka pochodziła z jądra (nucleus) komórki ropienia i dlatego Miescher nazwał ją nukleiną. W ciągu kilku lat stwierdzono, że nukle­iny mają naturę kwasową, przemianowano je więc na kwas nukleinowy. Dopiero ponad pół wieku później dwóch młodych naukowców rozpoznało strukturę i funkcję DNA.

Badania Watsona i Cricka.
Prace nad strukturą DNA prowadzili na początku lat 50. na uniwersytecie w Cambridge Amerykanin James Watson (ur. 1928 r.) oraz Brytyjczyk Francis Crick (ur. 1916 r.). W tym czasie strukturę i spo­sób działania DNA badano bardzo intensywnie. Jednakże nikomu przed nimi nie udało się na tyle szczegółowo wyjaśnić budowy cząstki, by dociec jaką funkcję pełni ona w komórce.
Z badań swych poprzedników Watson i Crick dowiedzieli się, z jakich związków chemicznych składa się kwas dezoksyrybonukleinowy, jednak początkowo nie byli w stanie zbudować spójnego modelu cząsteczki tej substancji. W rozwiązaniu problemu pomogła im dopiero Brytyjka Rosalind Franklin 1920-1958.
W 1951 roku Rosalind Franklin prowadziła badania nad dyfrakcją promieni rentgenowskich w Laboratorium Biofizycznym King's College w Cambridge. Metoda ta umożliwiała obrazowanie struktury związków chemicznych. Franklin zasto­sowała ową technikę badawczą w pracach z DNA i wkrótce udało się odkryć, jaki kształt ma ta czą­steczka. Łącząc informacje uzyskane w czasie róż­nych eksperymentów, Watson i Crick stworzyli pierwszy szczegółowy model cząsteczki DNA. Swe osiągnięcia przedstawili w 1953 roku.

Struktura DNA.
Watson i Crick wykazali, że cząsteczka DNA przy­pomina budową drabinę skręconą śrubowo wokół osi - fachowo określa się ją mianem struktury po­dwójnej helisy. Każda strona owej skręconej dra­biny jest zbudowana z cząsteczek cukru zwanego dezoksyrybozą. Są one połączone ze sobą poprzez grupy fosforanowe. Bazę cząsteczki stanowi łań­cuch cukrowo-fosforanowy.
Każdy „szczebel" owej drabiny jest podzielony na dwie części. Poszczególne połówki są zbu­dowane z jednego z czterech różnych związków chemicznych zwanych zasadami - adeniny (A), guaniny (G), cytozyny (C) lub tyminy (T). Zasady są mocno związane z łańcuchami cukrowo-fosforanowymi, natomiast wzajemne oddziaływania między nimi są słabsze.
Adenina i guanina mają strukturę podwójnego pierścienia. Związki te noszą nazwę puryn i są po­dobne pod względem budowy do znajdującego się w moczu kwasu moczowego. Cytozyna i tymina to cząsteczki jednopierścieniowe, zwane pirymidynami (niektóre witaminy z grupy B także zalicza­ne są do grupy pirymidynów). Adenina łączy się zawsze z tyminą, a guanina z cytozyną. Te dwie pary tworzą kompletny „szczebel" drabiny DNA. Wraz z częścią cukrowo-fosforanowego szkieletu tworzą one nukleotyd - podstawową cząstkę struk­tury kwasu dezoksyrybonukleinowego.
Cztery zasady są najistotniejszą częścią łańcu­cha kwasu dezoksyrybonukleinowego. To właśnie one zapisują kod genetyczny komórki. Kombinacja zasad określa, kiedy komórka tworzy poszczególne białka i w ten sposób decyduje, jak komórka funk­cjonuje w organizmie.

***

■ Gdyby cały DNA z pojedynczej ludzkiej komórki rozciągnąć w linii prostej, miała­by ona długość około dwóch metrów. Łań­cuch DNA jest więc milion razy dłuższy od średnicy jądra komórkowego, w którym się mieści.
■ W DNA ludzkim mamy około 3,3 miliar­da par zasad. Sekwencje tych par nazy­wamy genami. Długości łańcucha DNA odpowiadające poszczególnym genom są różne. Niektóre geny mają długość tysią­ca par zasad, podczas gdy inne mogą za­wierać nawet dwa miliony par zasad.
■ DNA w różnych komórkach tej samej osoby jest prawie identyczny. Są jednak dwa istotne wyjątki. Pierwszym z nich są komórki krwi - nie mają one jądra. Drugim wyjątkiem są komórki rozrodcze (komór­ki jajowe). Zawierają one połowę ilości materiału genetycznego, która występuje w innych komórkach. Po połączeniu dwóch komórek rozrodczych uzyskuje się pełny materiał genetyczny ludzkiego embrionu, rożny od materiału genetycz­nego każdego z rodziców.