细胞中编码和控制的信息是与DNA分子紧密地联系在一起的。DNA与染色质有着重大联系。DNA是一种高分子聚合物，即由重复单位构成的大分子。每一单位都由三种较小分子组成，它们彼此结合形成核苷酸。碱基共有四种：胸腺嘧啶(T)，胞嘧啶(C)，腺嘌呤(A)，鸟嘌呤(G)。人的碱基比例 A:T:G:C是29.2:29.4:21.0:20.4，A+T/C+G比例为1.53。在多数来源DNA中，嘌呤的克分子数等于嘧啶的克分子数，即 A+G=T+C，A=T，C=G。DNA分子由两条螺线缠绕的分子链组成。链由糖和磷酸残基交错连接形成。每条链都有一个糖-磷酸主链和由糖部分向内突出的那些碱基。在DNA分子中各个碱基排列成对，DNA分子整体呈双螺旋形式。脱氧核糖与碱基的特定碳原子连接，大分子中相邻的两个糖分子通过与磷酸形成的磷酸酯键彼此连接。碱基借助于氢键相互连接，使整个分子保持稳定。碱基配对是严格互补的：A与T配对，C与G配对，DNA分子的两条链在整个分子长度内是彼此互补的。
在人的细胞中，DNA 是位于与膜相连的细胞核内，而蛋白质的合成则在细胞质里进行。细胞直接读出的信息是编码RNA分子上的，细胞不能直接阅读染色体DNA上的信息。 DNA中的胸腺嘧啶在RNA中由极为相似的分子尿嘧啶代替。RNA是单链的，与其模板DNA双螺旋中的一条多核苷酸链互补。这些信息最终被编译成特定的结构蛋白或酶蛋白。
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