Deoxyribonukleová kyselina alebo dezoxyribonukleová kyselina alebo kyselina de(z)oxyribonukleová, skr. DNK alebo DNA (angl. deoxyribonucleic acid) patrí spolu s kyselinou ribonoukleovou medzi nukleové (jadrové) kyseliny. Nukleové preto, lebo sa nachádza predovšetkým v bunkovom jadre. DNA je nositeľkou genetickej informácie bunky, riadi rast a regeneráciu bunky. V chromozómoch je DNA uložená ako špirála - dvojzávitnica.

DNA je polymérna molekula tvorená nukleotidmi, ktoré pozostávajú z troch zložiek:

1. fosfátového zvyšku kyseliny fosforečnej (PO43−),
2. molekuly deoxyribózy,
3. dusíkatej bázy. Dusíkaté bázy sú štyri: adenín (A), guanín (G), cytozín (C) a tymín (T). Spájajú obe vlákna dvojzávitnice DNA pomocou vodíkových väzieb, pričom platí princíp tzv. komplementarity báz.
Prokaryotická DNA

V prokaryotickej bunke nie je genetická informácia oddelená od zvyšku cytoplazmy jadrovou membránou. Označuje sa ako nukleotid alebo kruhový chromozóm. Okrem chromozómu vlastní takmer každá prokaryotická bunka niekoľko plazmidov, ktoré sa definujú ako doplnkové genetické elementy. Obsahujú gény, ktoré nie sú potrebné na prežitie bunky, ale obsahuje napr. gény nesúce informácie o rezistencii voči antibiotikám alebo pre tvorbu toxínov. Plazmidy sa využívajú aj v génovom inžinierstve na vnášanie cudzorodej genetickej informácie do buniek geneticky nepríbuzných buniek. Napr. do plazmidu baktérie sa vložil gén na tvorbu inzulínu a tak pomohol diabetikom plnohodnotnejšie žiť.

Eukaryotická DNA

Jadrová DNA eukaryot na rozdiel od prokaryotického chromozómu je chránená od metabolických procesov prebiehajúcich v cytoplazme dvojitou jadrovou membránou. Členená je spravidla do viacerých chromozómov, ktoré sa počas bunkového delenia správajú ako samostatné elementy. Eukaryotická DNA je dvojvláknová a lineárna, len výnimočne kruhová. DNA je v eukaryotickom jadre v asociácii s proteínmi, ktoré napomáhajú jej špiralizácii a majú aj regulačnú úlohu pri realizácii genetickej informácie.

Mimojadrová DNA

Dve membránové organely eukaryotických buniek, mitochondrie a chloroplasty, obsahujú vlastné molekuly DNA. Preto sa predpokladá že tieto organely vznikli pohltením baktérii na základe symbiózy.

Štruktúra DNA

Komplementárnosť

Dôležitá vlastnosť štruktúry DNA je komplementárnosť jednotlivých nukleotidov. To znamená, že sa párujú len dve špecifické dusíkaté bázy. Všeobecne : vždy purínová s piridinová báza. Guanín s cytozínom, tie sa viažu tromi vodíkovými väzbami, a adenín s tymínom, tie zase dvomi vodíkovými väzbami. Takto sa uchováva v každom vlákne rovnaká informácia, iba z rozdielom, že sa jedná o vzájomný negatív.

Primárna štruktúra

Primárnu štruktúru DNA určuje poradie jednotlivých nukleotidov spojených esterovou väzbou do polynukleotidového reťazca. Väzba sa vytvára medzi zvyškom kyseliny trihydrogenfosforečnej na 5' uhlíku jedného nukleotidu a hydroxilovou skupinnou viazanou na 3. uhlíkovom atóme pentózy susedného nukleotidu, teda 3',5'-fosfodiesterovou väzbou. Na vlákne DNA rozlišujeme dva konce: na 5' konci je vlákno ukončené fosfátom a na 3' konci je vlákno ukončené hydroxilovou -OH skupinou. Primárna štruktúra DNA určuje poradie aminokyselín v bielkovinách. Sekvencia nukleotidov, ktorá obsahuje informáciu pre syntézu určitého produktu (najčastejšie je ním funkčná enzymatická bielkovina), sa nazývajú gén. Na rozdiel od primárnej štruktúry bielkovín, kde sa mohlo viazať približne 20 aminokyselín, primárna štruktúra NK obsahuje prakticky iba štyri nukleotidy, pričom pomer adenínu s tymínom (A : T) a guanínu s cytozínom (C : G) je rovnaký 1 : 1.

Sekundárna štruktúra

Sekundárnou štruktúrou označujeme priestorové usporiadanie polynukleotidového reťazca. Dva reťazce DNA sa komplementárne spájajú pomocou komplementárnych nukleových báz, pričom sa spájajú vodíkovými väzbami. Adenín s tymínom dvomi a cytozín s guanínom tromi vodíkovými väzbami. Reťazce sú zároveň postavené v opačnom poradí. Kým jeden reťazec je orientovaný v smere 5'→3', druhy bude orientovaný v smere 3'→5'. Dvojvlákno má tvar pravotočivej dvojzávitnice, α-helixu. Forma stočení nieje vždy, za každých podmienok rovnaká. DNA v skúmavke in vitro je väčšinou v B forme, ale v živých organizmoch in vivo za určitých podmienok prirodzene prechádza aj na inú formu.

* ds forma A -Pravotočivá; 10 komplementárnych párov na jeden závit; priemer vlákna je 2,3 nm
* ds forma B -Pravotočivá; 11 komplementárnych párov na jeden závit; priemer vlákna je 1,9 nm
* ds forma Z -Ľavotočivá; 12 komplementárnych párov na jeden závit u; priemer vlákna je 1,8 nm