Deoksiribonukleinska kislina ali DNK je molekula, ki vsebuje genetski material za vse organizme. Najdemo ga v večini virusov, vseh bakterijah ter vseh rastlinskih in živalskih celicah. DNK se nahaja v jedru ali nadzornem centru celice. Najdemo ga lahko tudi v mitohondrijih in v kloroplastih, v tistih celicah, ki jih imajo, kot so rastline.
Molekula deoksiribonukleinske kisline je sestavljena iz dolge verige nukleotidov. Nukleotidne molekule nastanejo, ko se molekula sladkorja s petimi ogljiki, pentozni sladkor, združi s fosfatno skupino in organsko bazo. Znotraj molekule DNK je sladkor deoksiriboza, organske baze pa so lahko adenin, timin, citozin ali gvanin.
Molekule DNK so makromolekule. Sestavljene so iz številnih podenot, ki so si med seboj podobne ali enake. Podenote, nukleotidi, so združeni od konca do konca, podobno kot biserna ogrlica. Deoksiribonukleinska kislina je polinukleotid, vendar se običajno imenuje nukleinska kislina.
Posamezni nukleotidi so združeni med fosfatno skupino enega in molekulo sladkorja drugega. Poteka kondenzacijska reakcija, da se oba nukleotida združita in nastane tudi voda. Sladkorna in fosfatna skupina sta enaki po dolžini verige, vendar je na sladkor lahko pritrjena katera koli od štirih baz.
Molekula DNK je sestavljena iz dveh komplementarnih verig nukleotidov, ki sta med seboj povezani z vodikovimi vezmi med bazami. Vsaka osnova se lahko poveže samo z eno drugo bazo. Natančneje, adenin se vedno pari s timinom, citozin pa vedno z gvaninom. Med adeninom in timinom sta dve vodikovi vezi, med citozinom in gvaninom pa tri vezi. Dve verigi nukleotidov se spiralno vrtijo drug okoli drugega, da tvorita strukturo dvojne vijačnice alfa.
Specifično zaporedje nukleotidov vzdolž molekule deoksiribonukleinske kisline je tisto, kar določa genetsko kodo za katero koli celico. Geni so sestavljeni iz dolžin nukleotidov vzdolž molekule DNK. So zaporedja trojčkov nukleotidov vzdolž molekule deoksiribonukleinske kisline. Ti trojčki določajo, katere aminokisline bodo uporabljene za ustvarjanje beljakovin. Specifični bazni trojčki kodirajo različne aminokisline.
Genetska koda molekule DNK določa, katere beljakovine morajo nastati v celici. V različnih celicah potekajo različne kemične reakcije, odvisno od vrste celice in njene funkcije. Te kemične reakcije nadzorujejo encimi, ki so beljakovine. Zato DNK določa strukturo in delovanje celice na podlagi dejstva, da zaporedje nukleotidov določa, katere beljakovine morajo nastati in kdaj.