Die DNA (Desoxyribonukleinsäure, in DE gelegentlich auch als DNS bezeichnet) ist ein aus Nukleinsäure bestehendes Molekül. Bereits 1943 machte Oswald Avery bei Experimenten mit Bakterien die DNA als Ort der Erbguts aus. Unklar war jedoch, wie die Struktur der DNA aussehen würde. In einem wissenschaftlichen Wettlauf um die Molekülstrukturen der DNA fanden James Watson und Francis Crick heraus, dass es sich bei der Desoxyribonukleinsäure um eine Doppelhelix handeln musste. Für diese Entdeckung wurden sie 1962 mit dem Nobelpreis ausgezeichnet.
Im wesentlichen gibt es drei Bestandteile aus denen die einzelnen Nukleotide bestehen:

Einem Phosphatsäurerest

Einem Monosaccharid mit 5 C-Atomen (Pentose)

Einer organische Base: Die Purine Adenin und Guanin, sowie die Pyrimidine Cytosin und Thymin

Die fünf Kohlenstoffatome werden von 1' bis 5' durchnummeriert. Am ersten (1') Kohlenstoffatome ist die jeweilige Base gebunden. Das letzte (5') Kohlenstoffatom verbindet den Phosphorsäurerest mit der Pentose. Bei einem Polynukleotidstrang, also ein Strang aus vielen einzelnen Nukleotiden, verbindet sich am dritten Kohlenstoffatom (3') die Pentose mit dem Zucker des fünften Kohlenstoffatoms (5') der nächsten Pentose.
Auf diese Weise erhält man bei einem Polynukleotidstrang zwei Enden: ein 5'Ende und ein 3'Ende. Der Unterschied zwischen 5' und 3' Ende ist besonders bei der Replikation essenziell, weil nur am 3' Ende neue Nukleotide angelagert werden können.

Die DNA Doppelhelix besteht aus zwei sich umwindenden DNA Einzelsträngen, mit entgegengesetzter Richtung der 3' und 5' Enden. Stabilität wird durch die Stapelwechselwirkungen von aufeinander folgenden Basen erreicht und nicht wie man eigentlich vermuten würde durch die Wasserstoffbrückenbindungen.
Dabei lagern sich immer Adenin mit Thymin und Cytosin mit Guanin (siehe Abbildung) gegenüber zusammen. Daraus lassen sich zwei Regeln ableiten, die immer gelten:

Adenin und Thymin liegen im Verhältnis 1 zu 1 vor
Cytosin und Guanin liegen im Verhältnis 1 zu 1 vor

Erscheint logisch, denn die jeweilige Base kann sich eben nur mit ihrer Komplementärbase verbinden. Dagegen lassen sich keine Aussagen zum Verhältnis von z.B. Adenin und Guanin machen.

Die individuelle Abfolge der Basenpaare bestimmt die Ausprägung aller unserer phänotypischen Merkmale (Körpergröße, Augenfarbe, Haare usw.) und das lediglich mithilfe der vier Basen Adenin, Thymin, Cytosin und Guanin. Wie das im einzelnen funktioniert kannst du bei der Genexpression (bzw. Proteinbiosynthese) nachlesen.