Phân tử DNA (deoxyribonucleic acid) có cấu trúc đặc biệt được gọi là cấu trúc hình xoắn kép (double helix). Cấu trúc này được phát hiện bởi James Watson và Francis Crick vào năm 1953. Dưới đây là những đặc điểm chính về cấu trúc của phân tử DNA:

1. **Xoắn kép**: DNA được hình thành từ hai chuỗi nucleotid xoắn lại với nhau tạo thành hình dạng giống như thang cuốn. Hai chuỗi này được giữ liên kết với nhau bằng các liên kết hydro giữa các base nitro.

2. **Nucleotid**: Mỗi chuỗi DNA được cấu thành từ các đơn vị cơ bản gọi là nucleotid. Mỗi nucleotid bao gồm ba thành phần:
- Một phân tử đường deoxyribose.
- Một nhóm phosphate.
- Một base nitro (gồm 4 loại: adenine (A), thymine (T), cytosine (C) và guanine (G)).

3. **Cặp base**: Trong cấu trúc DNA, các base nitro của hai chuỗi sẽ tương tác với nhau theo quy tắc cặp base:
- Adenine (A) sẽ liên kết với Thymine (T) bằng hai liên kết hydro.
- Cytosine (C) sẽ liên kết với Guanine (G) bằng ba liên kết hydro.

4. **Hướng chuỗi**: Hai chuỗi của DNA có tính hướng, nghĩa là một chuỗi có hướng 5' đến 3', trong khi chuỗi kia có hướng 3' đến 5'. Điều này rất quan trọng trong quá trình sao chép và chức năng của DNA.

5. **Khung xương**: Khung xương của phân tử DNA được hình thành từ các phân tử đường deoxyribose và nhóm phosphate, tạo thành một "thang". Các base nitro nằm ở phía trong và tạo thành "bậc thang".

6. **Kích thước và chiều dài**: Phân tử DNA có thể rất dài, với mỗi chuỗi DNA trong tế bào người dài khoảng 2 mét nếu được duỗi thẳng ra. Tất cả DNA trong một tế bào lấp đầy trong một cấu trúc chặt chẽ gọi là nhiễm sắc thể.

Những khía cạnh này tạo nên cấu trúc đặc biệt của DNA, cho phép nó thực hiện các chức năng quan trọng trong di truyền, sao chép và biểu hiện gene.