DNA不都是雙鏈，RNA不都是單鏈。有的DNA為單鏈，一般見於原核生物，如大腸桿菌噬菌體φX174、G4、M13等。RNA一般是單鏈線形分子；也有雙鏈的如呼腸孤病毒RNA；環狀單鏈的如類病毒RNA；1983年還發現了有支鏈的RNA分子。

DNA由脫氧核苷酸組成的大分子聚合物。脫氧核苷酸由鹼基、脫氧核糖和磷酸構成。其中鹼基有4種：腺嘌呤（A）、鳥嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）和胞嘧啶（C）。

DNA 分子結構中，兩條多脫氧核苷酸鏈圍繞一個共同的中心軸盤繞，構成雙螺旋結構。脫氧核糖-磷酸鏈在螺旋結構的外面，鹼基朝向裡面。兩條多脫氧核苷酸鏈反向互補，透過鹼基間的氫鍵形成的鹼基配對相連，形成相當穩定的組合。

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由於DNA和RNA在化學組成與分子結構上存在一定的差別，因而對不同的染料有著不同的反應。所以，可以根據這一反應差異，來研究細胞中DNA與RNA的分佈情況，RNA主要分佈在細胞質中。

DNA和RNA兩種核酸分子都是多聚體，但是它們的聚合程度有所不同。DNA聚合程度高，易於甲基綠結合；RNA聚合程度低易於吡羅紅結合。

所以當吡羅紅與甲基綠混在一起作為染料時吡羅紅與核仁、細胞質中的RNA選擇性結合，從而顯示紅色；甲基綠與染色質中的DNA選擇性結合，從而顯示綠色。綜上所述，RNA對吡羅紅的親和力大，被染成紅色；DNA對甲基綠的親和力大，被染成綠色。

與DNA不同，RNA一般為單鏈長分子，不形成雙螺旋結構，但是很多RNA也需要透過鹼基配對原則形成一定的二級結構乃至三級結構來行使生物學功能。

RNA的鹼基配對規則基本和DNA相同，不過除了A-U、G-C配對外，G-U也可以配對。

在細胞中，根據結構功能的不同，RNA主要分三類，即tRNA（轉運RNA），rRNA（核糖體RNA），mRNA（信使RNA）。mRNA是合成蛋白質的模板，內容按照細胞核中的DNA所轉錄；tRNA是mRNA上鹼基序列（即遺傳密碼子）的識別者和氨基酸的轉運者；rRNA是組成核糖體的組分，是蛋白質合成的工作場所。