脫氧核醣核酸有多種不同的構象，其中有些構象之間在構造上的差異並不大。 目前已辨識出來的構象包括：A-DNA、B-DNA、C-DNA、D-DNA、E-DNA、H-DNA、L-DNA、P-DNA與Z-DNA。 不過以現有的生物系統來說，自然界中可見的只有A-DNA、B-DNA與Z-DNA。
- 甲基化的程度在不同生物之間有所差異，如秀麗隱桿線蟲便缺乏胞嘧啶甲基化，而在脊椎動物體內則較常出現，大約有1%的脫氧核醣核酸為5-甲基胞嘧啶。
- 當脫氧核醣核酸扭轉方向與雙股螺旋的旋轉方向相同時，稱為正超螺旋，此時鹼基將更加緊密地結合。
- 鹼基與位在四個鹼基中心的金屬離子螯合物之間，是經由氫鍵結合以穩定結構。
- 互補鹼基之間可逆且具專一性的交互作用，是生物脫氧核醣核酸所共同擁有的關鍵功能。
在技術上，對序列具專一性的核酸酶可應用於分子選殖與脫氧核醣核酸指紋分析。 以人類為例，在人類的基因組中只有1.5%屬於含有蛋白質編碼的外顯子，另有超過50%屬於無編碼的重複序列。 真核生物基因組中如此大量的非編碼DNA，以及物種之間不尋常的基因組大小或C值差異，長久以來一直是個難題，人們稱之為「C值謎」。 不過這些不含蛋白質編碼的脫氧核醣核酸序列，仍可能合成出具有功能的非編碼RNA分子，用以調控基因表現。
dna: 脫氧核醣核酸與納米科技
由於組成密碼子的鹼基共有四種，且以三字母為一單位，因此可能存在的密碼子一共有64種（43）。 與這些密碼子對應的標準氨基酸有20種，因此大多數氨基酸對應了一種以上的密碼子。 另外有三個密碼子稱為「終止密碼子」或「無義密碼子」，是編碼區域的末端，分別是TAA、TGA與TAG，這是屬於DNA上的終止密碼。 dna 基因是指一段含有遺傳訊息，且可影響生物體表現型的脫氧核醣核酸序列。
脫氧核醣核酸最早在運算上應用，是解決了一個屬於NP完全的小型直接漢彌爾頓路徑問題。 脫氧核醣核酸可作為「軟體」，將訊息寫成核苷酸序列；並以酵素或其他分子作為「硬體」進行讀取或修飾。 此外脫氧核醣核酸運算在能源消耗、空間需求以及效率上優於電子電腦，且脫氧核醣核酸運算為具有高度平行（見平行運算）的計算方式。
dna: 鹼基修飾
必須先使鹼基之間的空隙變大，才能使嵌入劑置入鹼基對之間，整體而言，脫氧核醣核酸會因為雙螺旋解開而扭曲變形。 結構改變會使轉錄作用與脫氧核醣核酸複製過程受到抑制，進而導致毒害與突變。 dna2025 因此脫氧核醣核酸嵌入劑通常也是致癌物，常見的例子有二醇環氧苯並芘、吖啶、黃麴毒素與溴化乙錠等。 但是這些物質也因為能夠抑制脫氧核醣核酸的轉錄與複製，而可應用於化學治療中，用以抑制癌症細胞的快速生長情形。 有許多不同種類的突變原可對DNA造成損害，其中包括氧化劑、烷化劑，以及高頻電磁輻射，如紫外線與X射線。
許多其他問題，包括多種抽象機器的模擬、布爾可滿足性問題，以及有界形式的旅行推銷員問題，皆曾利用脫氧核醣核酸運算做過分析。 dna2025 由於小巧緊密的特性，脫氧核醣核酸也成為密碼學理論的一部分，尤其在於能夠利用脫氧核醣核酸有效地建構並使用無法破解的一次性密碼本。 轉錄作用是由依賴脫氧核醣核酸作為合成模板的RNA聚合酶來進行，此類酶可將脫氧核醣核酸長鏈上的序列複製成RNA版本。
dna: 遺傳工程
通常在生物體內，脫氧核醣核酸並非單一分子，而是形成兩條互相配對並緊密結合，且如藤蔓般地纏繞成雙螺旋結構的分子。 每個核苷酸分子的其中一部分會相互連結，組成長鏈骨架；另一部分稱為鹼基，可使成對的兩條脫氧核醣核酸相互結合。 所謂核苷酸，是指一個核苷加上一個或多個磷酸基團，核苷則是指一個鹼基加上一個糖類分子。 脫氧核醣核酸所包含的遺傳訊息，是所有現代生命機能，以及生物生長與繁殖的基礎。 不過目前尚未明瞭在長達40億年生命史中，脫氧核醣核酸究竟是何時出現並開始發生作用。 RNA可能在早期細胞代謝中扮演主要角色，一方面可傳遞遺傳訊息；另一方面也可作為核醣酶的一部分，進行催化作用。
dna: 轉錄與轉譯
不同的突變原對DNA造成不同類型的損害，舉例而言，紫外線會造成胸腺嘧啶二聚體的形成，並與相鄰的鹼基產生交叉，進而使DNA發生損害。 另一方面，氧化劑如自由基或過氧化氫，可造成多種不同形態的損害，尤其可對鳥苷進行鹼基修飾，並且使雙股分解。 根據估計，在一個人類細胞中，每天大約有500個鹼基遭受氧化損害。 在各種氧化損害當中，以雙股分解最為危險，此種損害難以修復，且可造成DNA序列的點突變、插入與刪除，以及染色體易位。 對真核生物，如動物、植物及真菌而言，染色體是存放於細胞核內；對於原核生物而言，如細菌，則是存放在細胞質中的擬核裡。
dna: 生物機能概觀
為了起始一個基因的轉錄，RNA聚合酶會先與一段稱為啟動子的脫氧核醣核酸序列結合，並使兩股脫氧核醣核酸分離，再將基因序列複製成信使RNA，直到到達能使轉錄結束的終止子序列為止。 核酸酶是一種可經由催化磷酸雙酯鍵的水解，而將脫氧核醣核酸鏈切斷的酶。 其中一種稱為外切酶，可水解位於脫氧核醣核酸長鏈末端的核苷酸；另一種則是內切酶，作用於脫氧核醣核酸兩個端點之間的位置。 在分子生物學領域中使用頻率最高的核酸酶為限制內切酶，可切割特定的脫氧核醣核酸序列。 例如左圖中的EcoRV可辨識出具有6個鹼基的5′-GAT|ATC-3′序列，並從GAT與ATC之間那條垂直線所在的位置將其切斷。 此類酵素在自然界中能消化噬菌體脫氧核醣核酸，以保護遭受噬菌體感染的細菌，此作用屬於限制修飾系統的一部分。
dna: 遺傳重組
結構蛋白可與脫氧核醣核酸結合，是非專一性脫氧核醣核酸-蛋白質交互作用的常見例子。 dna 染色體中的結構蛋白與脫氧核醣核酸組合成複合物，使脫氧核醣核酸組織成緊密結實的染色質構造。 對真核生物來說，染色質是由脫氧核醣核酸與一種稱為組織蛋白的小型鹼性蛋白質所組合而成；而原核生物體內的此種結構，則摻雜了多種類型的蛋白質。 雙股脫氧核醣核酸可在組織蛋白的表面上附着並纏繞整整兩圈，以形成一種稱為核小體的盤狀複合物。 組織蛋白裡的鹼性殘基，與脫氧核醣核酸上的酸性糖磷酸骨架之間可形成離子鍵，使兩者發生非專一性交互作用，也使複合物中的鹼基序列相互分離。 其他位於染色體內的非專一性脫氧核醣核酸結合蛋白，還包括一種能優先與脫氧核醣核酸結合，並使其扭曲的高移動性羣蛋白。
dna: 脫氧核糖核酸
基因裡的脫氧核醣核酸鹼基序列決定了信使RNA的序列，而信使RNA的序列又決定了蛋白質的序列。 轉譯作用可依據基因所含有的核苷酸序列，以及遺傳密碼規則，生產出對應的蛋白質氨基酸序列。 遺傳密碼的組成單位稱為密碼子，是含有三個字母的「指令」，這些單位則由三個核苷酸組成，例如ACT、CAG或TTT。 ）又稱去氧核醣核酸，是一種生物大分子，可組成遺傳指令，引導生物發育與生命機能運作。 其中包含的指令，是建構細胞內其他的化合物，如蛋白質與核醣核酸所需。 其他的DNA序列，有些直接以本身構造發揮作用，有些則參與調控遺傳訊息的表現。
dna: 鹼基配對
此外，反義RNA在原核生物或真核生物體內皆存在，但是其功能尚未明瞭。 有研究認為，反義RNA可利用RNA與RNA之間的鹼基配對，來調控基因的表現。 同源重組是最常見的染色體互換方式，可發生於兩條序列相類似的染色體上。 重組作用的第一個步驟，是內切酶作用，或是脫氧核醣核酸的損壞所造成的脫氧核醣核酸雙股斷裂。
染色體上的染色質蛋白，如組織蛋白，能夠將DNA組織並壓縮，以幫助DNA與其他蛋白質進行交互作用，進而調節基因的轉錄。 法醫可利用犯罪現場遺留的血液、精液、皮膚、唾液或毛髮中的脫氧核醣核酸，來辨識可能的加害人。 不過如果犯罪現場遭受多人的脫氧核醣核酸污染，那麼將會變得較為複雜難解。 依賴RNA作為模板的脫氧核醣核酸聚合酶是一種較特別的聚合酶，可將RNA長鏈的序列複製成脫氧核醣核酸版本。 其中包括一種稱為逆轉錄酶的病毒酶，此種酶參與了逆轉錄病毒對細胞的感染過程；另外還有複製端粒所需的端粒酶，本身結構中含有RNA模板。
當脫氧核醣核酸雙螺旋較長且GC含量較高時，其雙股之間的結合能力較強；長度較短且AT含量較高時，結合能力則較弱。 雙螺旋上有某些部位必須能夠輕易解開，這些部位通常含有有較多的AT配對，例如細菌啟動子上一段含有TATAAT序列的普里布諾盒。 在實驗室中，若找出解開氫鍵所需的溫度，也就是所謂熔點（Tm），便能計算出兩股之間的結合強度。 當脫氧核醣核酸雙螺旋上所有的鹼基配對都解開之後，溶液中的兩股脫氧核醣核酸將分裂成獨立的分子。 單股脫氧核醣核酸分子並無固定的形體，但仍有某些形狀較為穩定且常見。
dna: 鹼基配對
字串搜尋或比對演算法是從較大的序列或較多的字母中，尋找單一序列或少數字母的出現位置，可發展用來搜尋特定的核苷酸序列。 在其他如文本編輯器的應用裡，通常可用簡單的演算法來解決問題，但只有少量可辨識特徵的脫氧核醣核酸序列，卻造成這些演算法的運作不良。 序列比對則試圖辨識出同源序列，並定位出使這些序列產生差異的特定突變位置，其中的多重序列比對技術可用來研究種系發生關係及蛋白質的功能。 由整個基因組所構成的資料含有的大量脫氧核醣核酸序列，例如人類基因組計畫的研究對象。
每個糖單位都與四種鹼基裡的其中一種相接，這些鹼基沿著DNA長鏈所排列而成的序列，可組成遺傳密碼，是蛋白質氨基酸序列合成的依據。 讀取密碼的過程稱為轉錄，是根據DNA序列複製出一段稱為RNA的核酸分子。 多數RNA帶有合成蛋白質的訊息，另有一些本身就擁有特殊功能，例如核糖體RNA、小核RNA與小幹擾RNA。
dna: 生物機能概觀
若要將每個染色體上的每個基因，以及負責調控基因的位置都標示出來，會相當困難。 dna2025 脫氧核醣核酸序列上具有蛋白質或RNA編碼特徵的區域，可利用基因識別演算法辨識出來，使研究者得以在進行實驗以前，就預測出生物體內可能表現出來的特殊基因產物。 由於目標脫氧核醣核酸可能散佈在生物體中的整個基因組中，因此改變一種轉錄因子的活性可能會影響許多基因的運作。 這些轉錄因子也因此經常成為信號傳遞過程中的作用目標，也就是作為細胞反映環境改變，或是進行分化和發育時的媒介。
重組酶可催化一系列步驟，使兩條螺旋結合產生Holliday交叉。 其中每條螺旋中的單股脫氧核醣核酸，皆與另一條螺旋上與之互補的脫氧核醣核酸連結在一起，進而形成一種可於染色體內移動的交叉形構造，造成脫氧核醣核酸鏈的互換。 重組反應最後會因為交叉結構的斷裂，以及脫氧核醣核酸的重新黏合而停止。 在脫氧核醣核酸複製過程中，依賴脫氧核醣核酸模板的DNA聚合酶可合成出脫氧核醣核酸序列的複製品。 由於此複製過程的精確性是生命維持所必需，因此許多這類聚合酶擁有校正功能，可辨識出合成反應中偶然發生的配置錯誤，也就是一些無法與另一股配對的鹼基。
dna: 遺傳工程
其中A型擁有較大的寬度與右旋結構，小凹槽較淺且較寬，大凹槽則較深較窄。 A型一般存在於非生理狀態的脫水樣本中，在細胞中則可能為脫氧核醣核酸與RNA混合而成的產物（類似酵素及脫氧核醣核酸的複合物）。 dna 若一段脫氧核醣核酸上的鹼基受到一種稱為甲基化的化學修飾，將使其構型轉變成Z型。 某些專門與Z-脫氧核醣核酸結合的蛋白質可辨識出這種少見的結構，此外Z型脫氧核醣核酸可能參與了轉錄作用的調控。 例如一般只帶有少量基因的端粒與着絲粒，對於染色體的穩定性及機能而言顯得相當重要。 人類體內有一類大量存在的非編碼脫氧核醣核酸，稱為偽基因，是一些因突變累積而變得殘缺無用的基因複製品。
dna: 遺傳重組
在人類細胞中，端粒是由重複出現數千次TTAGGG序列的單股脫氧核醣核酸所組成。 雙螺旋的表面有兩種凹槽（或稱“溝”）：較大的寬22埃；較小的寬12埃。 由於各個鹼基靠近大凹槽的一面較容易與外界接觸，因此如轉錄因子等能夠與特定序列結合的蛋白質與鹼基接觸時，通常是作用在靠近大凹槽的一面。 組成脫氧核醣核酸的糖類分子為環狀的2-脫氧核醣，屬於五碳糖的一種。 磷酸基團上的兩個氧原子分別接在五碳糖的3號及5號碳原子上，形成磷酸雙酯鍵。
dna: 脫氧核醣核酸結合蛋白
脫氧核醣核酸的分子性質，例如自我組裝特性，使其可用於某些納米尺度的建構技術，例如利用脫氧核醣核酸作為模板，可導引半導體晶體的生長。 或是利用脫氧核醣核酸本身，來製成一些特殊結構，例如由脫氧核醣核酸長鏈交叉形成的脫氧核醣核酸「瓦片」（tile）或是多面體。 此外也可以做出一些可活動的元件，例如納米機械開關，此機械可經由使脫氧核醣核酸在不同的光學異構物（B型與Z型）之間進行轉變，而使構形發生變化，導致開關的開啟或關閉。 還有一種脫氧核醣核酸機械含有類似鑷子的構造，可加入外來脫氧核醣核酸使鑷子開合，並排出廢物脫氧核醣核酸，此時脫氧核醣核酸的作用類似「燃料」。 脫氧核醣核酸所建構出來的裝置，也可用來作為上述的脫氧核醣核酸運算工具。 脫氧核醣核酸若要發揮其功用，必須仰賴與蛋白質之間的交互作用，有些蛋白質的作用不具專一性，有些則只專門與個別的脫氧核醣核酸序列結合。
dna: 轉錄與轉譯
具專一性的轉錄因子會與脫氧核醣核酸發生交互作用，使脫氧核醣核酸鹼基的周圍產生許多接觸點，讓其他蛋白質得以「讀取」這些脫氧核醣核酸序列。 多數的鹼基交互作用發生在大凹槽，也就是最容易從外界接觸鹼基的部位。 一般來說，當一段脫氧核醣核酸序列之mRNA為轉譯成蛋白質的RNA序列時，稱為「正義」（sense），而相對並互補的另一股序列，則稱為「反義」（anti-sense）。 由於RNA聚合酶的作用方式，是根據模板上的訊息來合成一段與模板互補的RNA片段，因此正義mRNA的序列實際上與脫氧核醣核酸上的正義股相同。