Proteine werden in den Körperzellen aufgebaut. Die Baupläne dafür sind in der Erbinformation gespeichert, die sich bei Eukaryoten im Zellkern befindet. Die Erbinformation liegt dort in der Regel aber nicht frei herum, sondern als Chromosomen. Wenn Chromosomen in ihrer X-Form vorliegen, bestehen sie aus zwei identischen Teilen, den Chromatiden. Das zweite Chromatid ist eine Art Sicherungskopie.
Jedes Chromatid besteht aus einem einzelnen DNA-Faden. Der englische Begriff DNA bedeutet Deoxyribonucleic Acid. Auf Deutsch heißt das Desoxyribonukleinsäure, also DNS. Würde man alle DNA-Fäden aus einem Zellkern aneinanderreihen, wären sie über zwei Meter lang, aber nur winzige zwei Nanometer im Durchmesser. Um die DNA dennoch in einer Zelle unterbringen zu können, wird sie kompliziert verpackt.
Hauptbestandteil hierbei sind bestimmte Proteine, die Histone. Sie funktionieren wie Lockenwickler, um die sich der DNA-Faden mehrmals wickelt. Bei genauerer Betrachtung zeigt sich, dass ein DNA-Faden eigentlich aus zwei Strängen besteht.
Diese sind durch Querverstrebungen verbunden, wie eine Strickleiter. Zusätzlich sind sie ineinander verdreht. Diese Form bezeichnet man als Doppelhelix.
Die Seile dieser Strickleiter sind Ketten aus Zucker und Phosphat. Dabei wechselt sich der Zucker des Oxiribose mit einer Phosphatgruppe ab. Die Kohlenstoffatome im Zuckermolekül werden, zur besseren Orientierung, von 1' bis 5' durchnummeriert. Beim Aufbau der DNA wird an die Hydroxygruppe am 3' Kohlenstoffatom ein Phosphatrest angehängt. Dieser ist am anderen Ende mit dem 5-Strich-Kohlenstoffatom des nächsten Zuckermoleküls verbunden.
DNA-Stringe haben also ein 3-Strich- und ein 5-Strich-Ende. Verlängert werden kann die DNA nur an der Hydroxygruppe am 3-Strich-Ende. Sie wächst also von 5-Strich nach 3-Strich.
Die Sprossen der Strickleiter bestehen aus den Nukleinbasen Adenin, Thymin, Guanin und Zytosin. Sie sind über das 1-Strich-Kohlenstoffatom mit dem Zucker verbunden. Jeweils zwei Nukleinbasen bilden eine Sprosse.
Dabei kann sich immer nur Adenin mit Thymin und Guanin mit Zytosin verbinden. Adenin und Thymin sind über zwei Wasserstoffbrücken miteinander verbunden, Guanin und Zytosin über drei Wasserstoffbrücken. Diese Paarungen sind eindeutig. Man nennt sie komplementäre Nukleinbasen.
Kennt man einen Strang der DNA, kann man also den anderen Strang ergänzen. Insgesamt besteht die gesamte DNA des Menschen aus 3,2 Milliarden Nukleinbasenpaaren.