Kromosom yang kita kenal, sesungguhnya adalah rantai DNA (dioxiribo nucleic
acid = asam dioksiribo nukleat) yang pada organisme tingkat tinggi (tumbuhan dan
hewan) diselubungi oleh suatu jenis protein yang disebut histon. DNA merupakan
bahan genetik yang menyimpan informasi genetik (sifat menurun ke generasi
berikutnya) dan dapat dipindahkan. Avery pada tahun 1941 mampu mengubah bakteri
Pneumococcus yang tidak beracun menjadi bakteri yang menghasilkan toksin (racun)
dengan cara menambah ekstrak DNA bakteri beracun. Hal tersebut membuktikan bahwa
DNA bakteri yang beracun tersebut dapat dipindahkan (ditransformasikan)
sifat-sifatnya kepada DNA bakteri generasi baru. Dengan demikian disimpulkan
bahwa bahan yang dapat menyebabkan terjadinya perubahan sifat individu bakteri
tersebut adalah DNA.
DNA mengandung dua basa yaitu purin dan pirimidin. Basa purin terdiri dari
adenin [A] dan guanin [G], sedangkan basa pirimidin terdiri dari citosin [C] dan
timin [T]. DNA merupakan rangkaian basa-basa purin dan pirimidin yang sangat
panjang. Secara skematis dapat digambarkan seperti berikut :
Dioksiribo nukleat (dR) yang berdampingan diikat oleh fosfoester (P) pada atom C
3-5 (anti paralel) dan basa purin maupun pirimidin pada C pertama. DNA di dalam
sel mikroorganisme terdapat sebagai benang ganda yang terpilin dalam konfigurasi
heliks (lihat gambar). Sintesis DNA yang akan diteruskan ke sel keturunan
menyediakan mekanisme untuk pembuatan salinan yang tepat melalui penggunaan basa
komplementer. Dalam heliks ganda, setiap adenin pada benang I berpasangan dengan
timin sebagai komplementernya pada benang II, sedangkan guanin dengan sitosin.
Rumus bangun dari purin, pirimidin, dioksiRibonukleat, adenin, timin, citosin,
dan guanin seperti berikut ini :
Pengaturan urutan dan baanyaknya basa-basa nukleutida inilah yang membawa
informasi genetik dalam sel. Setiap jenis mikroorganisme mempunyai urutan dan
jumlah basa nukleotida yang dapat sangat berbeda, tetapi setiap jenis
mikroorganisme akan menurunkan generasinya dengan urutan dan banyaknya basa-basa
nukleotida yang sama.
Apabila benang I (b1) direplikasi, maka dihasilkan benang tunggal (b2a) yang
identik dengan benang II (b2), dan sebaliknya apabila benang II (b2) direplikasi
maka akan dihasilkan benang tunggal (b1a) yang identik benang I (b1). Hasil
akhir merupakan dua benang heliks yang masing-masing mengandung satu benang
pencetak asli dan satu benang baru. Arah replikasi DNA hanya paada C5 ke C3
sehingga hanya satu benang yang dapat direplikasi secara utuh dan benang
antiparalelnya direplikasi sepotong-sepotong kemudian disambung oleh ensim
DNA-ligase