O ácido desoxirribonucleico -coñecido polas siglas ADN— é un ácido nucleico que contén as instrucións xenéticas usadas no desenvolvemento e funcionamento de todos os seres vivos e algúns virus (os virus ADN); tamén é responsable da transmisión hereditaria. A función principal da molécula de ADN é o almacenamento a longo prazo de información para construír outros compoñentes das células, como as proteínas e as moléculas de ARN. Os segmentos de ADN que levan esta información xenética son chamados xenes, pero as outras secuencias de ADN teñen propósitos estruturais ou toman parte na regulación do uso desta información xenética.
Desde o punto de vista químico, o ADN é un polímero de nucleótidos, é dicir, un polinucleótido.Cada nucleótido, ao seu tempo, está formado por un glúcido (a desoxirribosa), unha base nitrogenada (que pode ser adenina→A, timina→T, citosina→C ou guanina→G) e un grupo fosfato (derivado do ácido fosfórico). O que distingue a un polinucleótido doutro é, entón, a base nitrogenada, e por iso a secuencia do ADN especifícase nomeando só a secuencia das súas bases. A disposición secuencial destas catro basees ao longo da cadea é a que codifica a información xenética, seguindo o seguinte criterio de complementariedade: A-T e G-C. Isto débese a que a adenina e a guanina son de maior tamaño que a timina e a citosina, polo que este criterio permite cumprir unha uniformidade. Nos seres vivos, o ADN preséntase como unha dobre cadea de nucleótidos, na que as dúas hebras están unidas entre si por unhas conexións denominadas pontes de hidróxeno.
Para que a información que contén o ADN poida ser utilizada pola maquinaria celular debe copiarse en primeiro lugar nuns trens de nucleótidos, máis curtos e cunhas unidades diferentes, chamados ARN. As moléculas de ARN cópianse exactamente do ADN mediante un proceso denominado transcrición. Unha vez procesadas no núcleo celular, as moléculas de ARN poden saír ao citoplasma para a súa utilización posterior. A información contida no ARN interprétase usando o código xenético, que especifica a secuencia dos aminoácidos das proteínas, segundo unha correspondencia dun triplete de nucleótidos (codón) para cada aminoácido. Isto é, a información xenética (esencialmente: que proteínas van producir en cada momento do ciclo de vida dunha célula) áchase codificada nas secuencias de nucleótidos do ADN e debe traducirse para poder funcionar. Tal tradución realízase usando o código xenético a modo de dicionario. O dicionario "secuencia de nucleótido-secuencia de aminoácidos" permite o ensamblado de longas cadeas de aminoácidos (as proteínas) no citoplasma da célula. Por exemplo, no caso da secuencia de ADN indicada antes (ATGCTAGCATCG...), a ADN polimerasa utilizaría como molde a cadea complementaria da devandita secuencia de ADN (que sería TAC-GAT-CXT-AGG-...) para transcribir unha molécula de ARNm que se lería AUG-CUA-GCA-UCG-...; o ARNm resultante, utilizando o código xenético, traduciríase como a secuencia de aminoácidos metionina-leucina-acedo aspártico-arginina-...
As secuencias de ADN que constitúen a unidade fundamental, física e funcional da herdanza denomínanse xenes. Cada xene contén unha parte que se transcribe a ARN e outra que se encarga de definir cando e onde deben expresarse. A información contida nos xenes (xenética) emprégase para xerar ARN e proteínas, que son os compoñentes básicos das células, os «ladrillos» que se utilizan para a construción dos orgánulos ou organelos celulares, entre outras funcións.
Dentro das células, o ADN está organizado en estruturas chamadas cromosomas que, durante o ciclo celular, duplícanse antes de que a célula divídase. Os organismos eucariotas (por exemplo, animais, plantas e fungos) almacenan a maior parte do seu ADN dentro do núcleo celular e unha mínima parte en elementos celulares chamados mitocondrias, e nos plastos e os centros organizadores de microtúbulos ou centríolos, en caso de telos; os organismos procariotas (bacterias e arquexas) almacénano no citoplasma da célula e, por último, os virus ADN fano no interior da cápside de natureza proteica. Existen multitude de proteínas, por exemplo as histonas e os factores de transcrición, que se unen ao ADN dotándoo dunha estrutura tridimensional determinada e regulando a súa expresión. Os factores de transcrición recoñecen secuencias reguladoras do ADN e especifican a pauta de transcrición dos xenes. O material xenético completo dunha dotación cromosómica denomínase xenoma e, con pequenas variacións, é característico de cada especie.
