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A molécula de ácido desoxirribonucléico (DNA) é constituída por duas cadeias ou fitas de nucleotídeos que se mantêm unidas em dupla hélice por pontes de hidrogênio entre as bases dos nucleotídeos. Esses, por sua vez, são compostos por um grupo fosfato, uma molécula de açúcar de cinco carbonos (uma desoxirribose que possui um átomo de hidrogênio no carbono 2’, diferentemente da ribose, componente do RNA, que apresenta uma hidroxila nessa posição) e bases nitrogenadas que podem ser adenina (A), citosina (C), guanina (G) e timina (T).
A complementaridade de pareamento de bases permite que elas sejam compactadas em um arranjo mais favorável energeticamente no interior da fita dupla e que cada molécula de DNA contenha uma sequência de nucleotídeos que é exatamente complementar à sequência nucleotídica da fita antiparalela.
As duas fitas do DNA são mantidas unidas por pontes de hidrogênio entre as bases nitrogenadas de cada uma das fitas. Como demonstrado por Watson & Crick, as fitas enovelam-se espiraladamente em torno de um eixo, formando uma dupla-hélice. Durante a duplicação do DNA, as fitas separam-se, formando outras iguais a ela. 
Cada DNA recém formado possui uma das cadeias da molécula mãe, por isso fala-se em duplicação semi-conservativa.
Os cromossomos são longas sequências de DNA que contêm diversos genes e outras sequências de nucleotídeos.
Em organismos eucariontes, os cromossomos são estruturas lineares de DNA dupla fita, altamente enovelado, normalmente encontradas no núcleo das células, podendo também estar associadas com proteínas e RNA.
Em organismos procariontes, eles se apresentam de forma circular ou linear, não estando presentes no núcleo nem associados a proteínas.
As moléculas de DNA que formam os cromossomos, para se enquadrarem dentro do núcleo, se unem ao nucleossomo, estrutura formada por oito unidades de uma proteína chamada histona. 
A cadeia DNA-nucleossomo constitui a cromatina, o arcabouço dos cromossomos.
Em animais e na maior parte das plantas, organismos que se reproduzem sexuadamente, os cromossomos se apresentam aos pares, sendo estes organismos chamados de diploides, também conhecidos como 2n.
Os diploides contêm dois conjuntos de cromossomos completos, cada um proveniente de um progenitor.
 Nos diploides, os pares de cromossomos são denominados cromossomos homólogos, pois estes têm sequencias de DNA geralmente iguais, podendo exibir pequenas variações. b