Dois componentes formam a espinha dorsal do DNA, sendo as moléculas de desoxi-ribose e fosfato. Essas moléculas se ligam em um padrão escalonado onde as moléculas de desoxi-ribose e fosfato seguem uma à outra, como a espinha dorsal de um zíper. A desoxirribose é um tipo de molécula de açúcar onde as moléculas de adenina, guanina, citosina e timina se ligam a uma ligação covalente. As moléculas de fosfato se ligam à molécula de desoxi-ribose, agindo como âncoras no DNA.
A estrutura de uma molécula de desoxi-ribose é composta por cinco átomos de carbono em um anel com átomos de oxigênio ou moléculas de oxigênio e hidrogênio se ligando ao carbono. A desoxirribose tem um átomo de oxigênio a menos que a ribose, que é uma das diferenças entre o DNA e o RNA. Os átomos de fósforo e oxigênio com moléculas de oxigênio e hidrogênio constituem os elementos de uma molécula de fosfato no DNA. Carbono, hidrogênio, oxigênio e fósforo na quantidade e combinação certa é tudo o que a natureza precisa para criar uma espinha dorsal para o DNA.
A ciência explica como as moléculas de desoxi-ribose e fósforo permanecem juntas como a ligação fosfodiéster de 3 e 5 primárias. Esta é simplesmente uma maneira de acompanhar as moléculas de fosfato e desoxirribose, onde 5 termina com um fosfato e 3 termina com uma molécula de desoxi-ribose. Essa ligação é verdadeira em todas as moléculas de DNA.