Die Desoxyribonukleinsäure (DNA) besteht aus einem Rückgrat aus Zuckermolekülen (Desoxyribose), die durch Phosphodiesterbrücken miteinander verknüpft sind. An der Desoxyribose befinden sich heterozyklische Basen. Insgesamt gibt es in der DNA vier verschiedene Basen (Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin). Die DNA kommt in Form einer Doppelhelix vor, die aus zwei antiparallel umeinander gewundenen Strängen besteht. Die beiden DNA-Stränge der Doppelhelix werden durch Wasserstoffbrücken zwischen den Basen zusammengehalten, wobei Guanin mit Cytosin und Adenin mit Thymin interagiert. Man bezeichnet solche miteinander verbundenen Basen als Basenpaare und die durch Basenpaare verknüpften DNA-Stränge als komplementäre Stränge. Zur konstanten Weitergabe des Erbmaterials muss sich die DNA identisch duplizieren können. Trennen sich die beiden Stränge einer DNA, so kann an jedem der beiden Stränge ein neuer, komplementärer Strang synthetisiert werden. Man bezeichnet diesen Vorgang der Verdoppelung der DNA als Replikation.