El ácido desoxirribonucleico (ADN) es una molécula que contiene las instrucciones genéticas utilizadas en el crecimiento, desarrollo, funcionamiento y reproducción de todos los organismos vivos conocidos y muchos virus. El ADN es un ácido nucleico que es uno de los cuatro tipos principales de macromoléculas que son esenciales para todas las formas de vida conocidas. La mayoría de las moléculas de ADN consisten en dos hebras de biopolímero enrolladas una alrededor de otra para formar una doble hélice. Las dos cadenas de ADN se llaman polinucleótidos ya que están compuestas por unidades monómeras más simples llamadas nucleótidos. Cada nucleótido se compone de una de cuatro nucleobases que contienen nitrógeno (citosina [C], guanina [G], adenina [A] o timina [T]), un azúcar llamado desoxirribosa y un grupo fosfato. Los nucleótidos están unidos entre sí en una cadena por enlaces covalentes entre el azúcar de un nucleótido y el fosfato del siguiente, lo que da como resultado una cadena principal de azúcar-fosfato alternante. Las bases nitrogenadas de las dos cadenas de polinucleótidos separadas están unidas entre sí, de acuerdo con las reglas de emparejamiento de bases (A con T y C con G), con enlaces de hidrógeno para formar ADN bicatenario.
El ADN almacena información biológica. La cadena principal del ADN es resistente a la escisión, y ambas cadenas de la estructura bicatenaria almacenan la misma información biológica. Esta información se replica a medida que los dos filamentos se separan. Una gran parte del ADN (más del 98% para humanos) no codifica, lo que significa que estas secciones no sirven como patrones para las secuencias de proteínas.
Dentro de las células eucariotas, el ADN se organiza en estructuras largas llamadas cromosomas. Durante la división celular, estos cromosomas se duplican en el proceso de replicación del ADN, proporcionando a cada célula su propio conjunto completo de cromosomas. Los organismos eucarióticos (animales, plantas, hongos y protistas) almacenan la mayor parte de su ADN dentro del núcleo celular y parte de su ADN en orgánulos, como las mitocondrias o los cloroplastos. Por el contrario, los procariotas (bacterias y arqueas) almacenan su ADN solo en el citoplasma. Dentro de los cromosomas eucarióticos, las proteínas de la cromatina, como las histonas, son compactas y organizan el ADN. Estas estructuras compactas guían las interacciones entre el ADN y otras proteínas, ayudando a controlar qué partes del ADN se transcriben.
El ADN generalmente ocurre como lineal en eucariotas, y circular en procariotas. El conjunto de cromosomas en una célula constituye su genoma; el genoma humano tiene aproximadamente 3 mil millones de pares de bases de ADN dispuestos en 46 cromosomas. La información transportada por el ADN se mantiene en la secuencia de fragmentos de ADN llamados genes. La transmisión de la información genética en los genes se logra mediante el emparejamiento de bases complementarias. Por ejemplo, en la transcripción, cuando una célula usa la información en un gen, la secuencia de ADN se copia en una secuencia de ARN complementario a través de la atracción entre el ADN y los nucleótidos de ARN correctos. Por lo general, esta copia de ARN se utiliza para hacer una secuencia de proteínas coincidentes en un proceso llamado traducción. Alternativamente, una célula simplemente puede copiar su información genética en un proceso llamado replicación de ADN.