A descoberta, em meados do século passado, da estrutura das moléculas que contém a informação genética abriu caminho para uma nova área do conhecimento. Um dos passos mais marcantes ocorreu em 1953, quando Watson e Crick apresentaram o modelo de dupla hélice para a molécula de DNA. Segundo este modelo, a molécula de DNA é composta por duas cadeias polinucleotídicas que se dispõem em sentidos inversos, designando-se, por isso, antiparalelas. Cada nucleótido é formado por uma base azotada, uma pentose (glícido com cinco carbonos) e um grupo fosfáto (ácido fosfórico). Os nucleótidos que formam uma cadeia polinucleotídica ligam-se entre si através de ligações covalentes. A ligação entre as duas cadeias é feita por complementaridade entre as bases azotadas, verificando-se que a adenina só emparelha com a timina (através do estabelecimento de duas pontes de hidrogénio), enquanto que a guanina só se liga à citosina (através do estabelecimento de três pontes de hidrogénio).