Die DNA (Desoxyribonukleinsäure) ist zwar eine lange Molekülstruktur und kein Organell, aber dennoch wichtig, denn sie stellt unser Erbgut dar. Sie besteht aus zwei langen Ketten, die sich gegenüberstehen und in sich gewunden sind. Man bezeichnet die DNA daher auch als DNA-Doppelstrang. Jede Kette besteht abwechselnd aus einem Zuckermolekül (Desoxyribose) und einem Phosphatrest. Diese Zucker-Phosphat-Kette wird als Rückgrat oder backbone der DNA bezeichnet. An den Zuckermolekülen des DNA-Rückgrats sitzt jeweils eine der vier Basen Adenin (A), Thymin (T), Guanin (G) und Cytosin (C). Da an jedem Zucker nur eine Base sitzt, entsteht über die Länge der DNA hinweg eine ganz spezielle Basen-Abfolge, die als DNA-Sequenz bezeichnet wird. Diese Sequenz ist für jedes Gen einzigartig und gibt den Bauplan für die jeweiligen Proteine vor.

Die DNA ist im Zellkern sehr definiert organisiert. Der DNA-Doppelstrang wickelt sich um bestimmte Proteine, die Histone und sieht zunächst wie eine Perlenkette aus. Diese DNA-Protein-Perlenkette bezeichnet man als Chromatin. Das Chromatin windet sich weiter und formt sich schließlich zu großen Chromosomen. Der Mensch trägt in jeder kernhaltigen Zelle 23 solcher Chromosomen. Da wir das Erbgut sowohl von unserer Mutter, als auch von unserem Vater erhalten, haben wir jedes Chromosom zwei Mal, also insgesamt 46 Chromosomen.

Veränderungen der Chromosomen-Anzahl können ebenfalls zu Krankheiten führen. Ein Beispiel ist die Trisomie 21, bei der das Chromosom 21 insgesamt drei Mal vorkommt und dadurch das Down-Syndrom verursacht.