O modelo molecular do DNA foi proposto por Watson e Crick em 1953 e é aceito até hoje. Nesse modelo, a molécula do DNA tem aspecto de dupla hélice, em que os nucleotídeos dispõe-se espiraladamente em torno de um eixo. Esta é a estrutura secundária do DNA, sendo que a estrutura primária corresponde a sequência linear de nucleotídeos em cada hélice. A estrutura do DNA poderá ser melhor compreendida se imaginarmos uma escada reta, de corrimãos paralelos. Cada corrimão seria formado por um nucleotídeo sobre outro. Essa sucessão de nucleotídeos corresponde a estrutura primária do DNA. No outro corrimão, os nucleotídeos dispõe-se de modo paralelo e invertido em relação ao anterior. colocando-se as duas estruturas primárias lado a lado, a base nitrogenada de um nucleotídeo une-se base nitrogenada de outro nucleotídeo, através de pontes de hidrogênio. quando isso ocorre, começa a se formar a dupla hélice, dando origem à estrutura secundária do DNA. A sequência de bases nitrogenadas em uma molécula de DNA é extremamente variável, mas verificou-se que:
• a quantidade de nucleotídeos que apresentam adenina é a dos que apresentam timina;
•a quantidade de nucleotídeos que apresentam citosina é igual à dos que apresentam guanina.
isto significa que, se de um lado da escada estiver um nucleotídeo com adenina, do outro lado, unido pela ponte de hidrogênio, estará um nucleotídeo com timina; se de um lado estiver citosina, do outro, estará guanina. Dizemos , então, que são bases complementares:
• A e T
•C e G.
Se de um lado a sequência de bases nitrogenadas fosse ATGGTCAA, o lado complementar da cadeia seria TACCAGTT.