Бірінші реттік құрылымы спираль түзіп ширатылған полинуклеотидтік тізбек, мононуклеотидтер өзара 3΄,5΄– фосфодиэфирлік байланыспен байланысқан: бірінші нуклеотидтің дезоксирибозасының С3'-орындағы ОНтобы келесі мононуклеотидтегі С5΄ орындағы фосфор қышқылының қалдығымен өзара әрекеттесіп, фосфодиэфирлік байланыс түзеді. ДНҚ-ның І реттік құрылымында 5΄-басы 3„-соңы белгіленеді.
Екінші реттік құрылымы екі полинуклеотид тізбектің ширатылып, қос спираль түзуі. Тұрақтандыратын байланыстар:
сутектік байланыс – ДНҚ-ның қарама-қарсы орналасқан тізбектеріндегі комплементарлы негіздер арасында:А₌Т (2 сутектік байланыс), Г₌Ц (3 сутектік байланыс);
электростатикалық әрекеттесу (иондық байланыс) –“–” зарядты ДНҚ тізбегі мен “+” зарядты гистонның арасында.
Екіншілік деңгейдегі ДНҚ молекуласының қос спиралінің аралығында сутектік байланыстар үзіліп, екі ойыс (кіші және үлкен) пайда болады, бұл ойыстарға белок, дәрілік заттар орналасады. Екінші реттік құрылымдағы ДНҚ молекуласы 3 формада бола алады: А, В, С.
Негізгісі (тұрақтысы) – В-формасы, спиралінің қадамы 3,4 нм, осы қадам бойына 10 жұп нуклеотид орналасады. Негіздер бір жазықтықта, яғни негізгі оське 900С бұрыш жасап орналасады. Гидраттану дәрежесі 75%. А және С формалары – тұрақсыз. Үшінші реттік құрылымы нуклеосома деп аталады. Бұл құрылымында ДНҚ спиралі гистондардан тұратын октетке оралады. Гистондардың 5 түрі бар:Н1, Н2α, Н2β, Н3, Н4. Н1-ден басқа 4 гистон екі-екіден бірігіп, октет түзеді. ДНҚ спиралі (140 жұп нуклеотидтен тұратын) октетті 2 рет орап өтеді, осы бөліктерінің аралығында Н1 гистоны орналасады. ДНҚ - ның октетке оралған бөлігі – активсіз, ал Н1 гистонымен байланысқан бөлігі – активті.
Төртінші реттік құрылымы хромосомаларда ДНҚ молекуласының өте тығыз орналасуы.Хромосома ұштарында теломерлер бар, олар шамамен 1000 рет қайталанып отыратын, 6 жұп нуклеотидтен тұратын ДНҚ үзіндісі, мысалы: ТТАГГГ/ААТЦЦЦ. Теломерлер генетикалық ақпаратты тасымалдамайды, олар хромосома ұштарының бір-бірімен және ядро мембранасымен жабысып қалмауы үшін керек.
