首先，要了解一下DNA的組成。DNA即為脫氧核糖核酸，它的組成包括鹼基（兩種嘌呤和兩種嘧啶）、脫氧核糖以及磷酸基團（包括單、二和三磷酸基團）。在DNA的結構中，磷酸分子中的兩個酸性羥基分別會與兩個脫氧核糖上的羥基形成磷酸二酯鍵，從而形成DNA長鏈分子的骨架。脫氧核糖還與四種鹼基中的一種相連，而鹼基再與另一條DNA長鏈分子上的含氮鹼基互相配對，由此形成了DNA雙螺旋結構。

在中學化學中我們學過，磷酸在水中可以發生水解，形成帶正電荷的氫離子，以及帶負電荷的磷酸（一、二氫）根離子。在DNA分子中，磷酸分子中另一個未成鍵的酸性羥基也會發生水解，從而使DNA帶負電荷，簡單的水解方程如下：

由於細胞主要是由水組成，所以DNA在這種環境中很容易發生水解而帶負電荷。

那麼，DNA帶負電又是如何保持穩定的呢？並且意義何在呢？

在染色體中，存在著一種高度鹼性蛋白質——組蛋白，它們呈現出鹼性。在水解過程中，組蛋白電離出帶負電荷的氫氧根離子，所以這種蛋白質帶正電荷，能夠中和DNA的負電荷。正因為如此，組蛋白才能與DNA相結合形成核蛋白複合體。這種複合體有助於穩定DNA結構，這是因為DNA分子鏈很長，很容易被破壞，尤其是在細胞分裂之時。

此外，如果DNA沒有攜帶負電荷，那麼，DNA和轉錄因子之間相互作用的結構基礎將變得非常不同，DNA將無法完成自我複製，生命的繁衍生息將變得不可能。

另一方面，由於DNA攜帶負電荷，在實驗中可以透過電泳的方法分離出DNA，這有助於我們研究DNA。