Las cadenas poliméricas complementarias se presentan como una doble hélice o espiral determinada por dos hebras -las columnas vertebrales constituidas por azúcares y fosfatos- que se enrollan en forma paralela alrededor de un eje imaginario a la manera de una escalera caracol. Esta disposición se denomina plectonémica. Escalones de la metafórica escalera serían los pares de bases unidas por puentes de hidrógeno (véase la figura 3). En el caso del ADN más frecuente, el de tipo B, el ancho de la doble hélice es de 20 Å (Å = Angstrom = 1/10.000.000 mm). Cada vuelta entera de la hélice tiene una longitud de 34 Å y la distancia entre dos pares de nucleótidos sucesivos es de 3,4 Å, de manera que se necesitan 10 pares de bases para completar un giro completo de la hélice. Asimismo, el sentido de giro se corresponde con el de las agujas del reloj (sentido horario). Como puede verse en la figura 2, los nucleótidos se unen mediante los fosfatos que conectan el carbono en la posición 5' de una pentosa con el carbono en la posición 3' de la adyacente. Estas uniones 5'-3' determinan la direccionalidad de las cadenas. La figura 3 nos permite advertir con claridad que la dirección del extremo 5' al extremo 3' de las dos cadenas complementarias es opuesta, antipolar o antiparalela. Puede observarse también la presencia de un surco mayor y un surco menor formados por los giros de la espiral plectonémica.

Fig. 3. Esquema indicativo de la manera en que dos cadenas complementarias de nucleótidos se unen y adoptan la forma de doble hélice típica de la macromolécula de ADN.

Fig.4. Unión complementaria de un par de bases G y C visto desde el extremo superior del eje vertical de la doble hélice. La conformación anti de las pentosas es característica de las formas A y B del ADN. Las conformaciones anti de la C y syn de la G son características de la forma Z. Se señalan los puntos por donde pasa el eje de la doble hélice en las formas A, B y Z.

El ADN presenta tres organizaciones espaciales diferentes, todas ellas con forma de hélice, a las que se ha denominado A, B y Z. La figura 4 muestra, en el caso de las bases complementarias G-C, por dónde pasa el eje imaginario de la hélice en cada uno de estos tres tipos de ADN. Como puede observarse, la ubicación del eje modifica la profundidad de los surcos mayor y menor. Esta misma figura nos ilustra acerca de cómo pueden situarse las pentosas de manera que los carbonos en posición 4' 'y 5' se orienten hacia el surco mayor (forma anti) o hacia el surco menor (forma syn). Estas orientaciones caracterizan a los distintos tipos de ADN, pues mientras las pentosas de las formas A y B se ubican según una modalidad anti, la forma Z presenta a la pentosa de la base C en posición anti y a la de la base G en posición syn, hecho que, como luego veremos, determina su forma peculiar.

Por lo general, el ADN se presenta bajo la forma B, pero ya Watson y Crick observaron que en condiciones de moderada deshidratación podía adoptar la organización espacial A. En este caso se requieren 11 pares de bases para la ejecución de un giro completo de la hélice, lo cual determina una forma ligeramente "subenrollada" con respecto a la que presenta el tipo B. Asimismo, como indica la figura 4, debido al desplazamiento de los pares de bases en relación al eje longitudinal de la hélice, el tipo A manifiesta una marcada diferencia entre sus surcos (el mayor es mucho más profundo que el menor), distinción que en el tipo B no resulta particularmente notable. El ADN de tipo Z, del que luego nos ocuparemos en detalle, se diferencia más de las formas A y B que éstas entre sí.

Watson y Crick describieron el modelo de las formas A y B del ADN mediante la interpretación de fotografías de difracción de rayos X obtenidas de fibras de ADN nativo, es decir, extraído de células. Sin embargo, la magnitud de la información que puede obtenerse de este tipo de estudios es limitada, debido a que las fibras de ADN son extremadamente largas, no cristalizan y habitualmente presentan un cierto desorden estructural. El método, a lo sumo, permite establecer la estructura de un ADN promedio o estadístico, el cual no necesariamente representa la estructura de las diferentes regiones de ADN A o B existentes en la naturaleza. Cualquier variación local de estructura que pueda resultar de una secuencia particular de bases, pasará inadvertida al analizar la difracción de rayos X inducida por una larga fibra de ADN. Resulta claro, entonces, que los ADN A y B de Watson y Crick son macromoléculas "abstractas" que representan el promedio de un conjunto de variantes moleculares que se suceden a lo largo de la cadena. El análisis estructural de estas variantes sólo ha sido posible en los últimos años, gracias al advenimiento de métodos eficaces para sintetizar cadenas muy cortas de ADN que se denominan oligómeros. Estas cadenas poseen entre 4 y 24 pares de bases cuya secuencia ha sido predeterminada por el investigador. Los oligómeros cristalizan con facilidad y, por lo tanto, cuando se los somete a difracción de rayos X, proveen una información que permite la reconstrucción espacial fidedigna de su estructura. Si además se desea saber cómo sería la arquitectura de una larga fibra de ADN formada por un gran número de repeticiones del oligómero, pueden suministrarse los datos moleculares del mismo a una computadora, la cual se encarga de simular un modelo espacial con tantas repeticiones como se le ordene.