1. Cơ sở phân loại acid nucleic

Dựa  vào  sự  có  mặt  của  đường  ribose  và  desoxyribose  mà  người  ta  chia  acid nucleic ra làm hai lớp.

- Acid ribonucleic (ARN)

- Acid desoxyribonucleic (ADN)

Acid nucleic khi thuỷ phân hoàn toàn thì phân thành ba loại hợp chất:

- Các đường pentose: D-ribose và D-desoxyribose

- Các bazơ: purin (adenin, guanin) và pyrimidin (Cytosin, uracin, thimin)

- Gốc acid phosphonc (H3PO4)

1. DNA
DNA (Deoxyribonucleic acid) là chất hoá học góp phần chính tạo nên nhiễm sắc thể. Một phần nhất định của nhiễm sắc thể quy định cho một tính trạng được gọi là một gen.  Về mặt cấu trúc DNA là một chuỗi xoắn kép bao gồm hai sợi đơn xoắn quanh nhau. Mỗi sợi chứa một trình tự các base (còn được gọi là nucleotide). Có bốn loại base là Adenin, Guanin, Cytosine và Thymin.

Kể từ sau khám phá quan trọng của Watson và Crick, cho đến nay không những đã phát hiện thêm các dạng DNA xoắn phải và xoắn trái, mà trên thực tế còn có các bộ gene được tổ chức theo những thể thức khác, đó là:

Mô hình Watson-Crick hay DNA dạng B là cấu trúc phổ biến. Tuy nhiên, sau này người ta còn phát hiện ra nhiều dạng xoắn phải khác (A, C, D...); chúng có một số biến đổi so với DNA-B (xem Bảng 1).

Vào năm 1951-52, việc nghiên cứu cấu trúc ba chiều của DNA bằng phân tích nhiễu xạ tia X được bắt đầu bởi Maurice Wilkins và Rosalind Franklin. Các bức ảnh chụp được 1952 (hình 1) gợi ý rằng DNA  có cấu trúc xoắn gồm hai hoặc ba chuỗi. Lúc này ở Anh còn có một số nghiên  cứu khác nhằm phát triển lý thuyết nhiễu xạ của Linus Pauling để tìm hiểu cấu trúc DNA. Tuy nhiên, giải pháp đúng đắn nhất là chuỗi xoắn kép bổ sung do Watson và Crick đưa ra năm 1953  (Hình 2 và 3). Mô hình này hoàn hoàn toàn phù hợp với các số liệu của Wilkins và Franklin cũng như của Chargaff. Sự kiện này mở ra một bước ngoặt mới cho cho sự ra đời và phát triển với tốc độ nhanh chóng của di truyền học phân tử.

Năm 1944, Oswald T. Avery và các đồng sự của mình chứng minh DNA là vật chất mang thông tin di truyền, chứ không phải protein. Đến năm 1949, Erwin Chargaff áp dụng phương pháp sắc ký giấy vào việc phân tích thành phần hóa học của DNA các loài khác nhau (Bảng 1) đã khám phá ra rằng:

Các nucleotide trong DNA hoặc RNA nối với nhau bằng các mối liên kết đồng hoá trị (covalent) có tên là liên kết 3',5'-phosphodiester giữa gốc đường của nucleotide này với nhóm phosphate của nucleotide kế tiếp, tạo thành chuỗi polynucleotide. Vì vậy các chuỗi này bao giờ cũng được kéo dài theo chiều 5'→3' (đầu 5' mang nhóm phosphate tự do và đầu 3' chứa nhóm -OH tự do). Chúng có bộ khung vững chắc gồm các gốc đường và phosphate xếp luân phiên nhau, còn các base nằm về một bên. Trình tự các base vì vậy được đọc theo một chiều xác định 5'→3'. Đây là cấu trúc hoá học sơ cấp của DNA và RNA (Hình 2.8 và 2.9).