ترميم الدنا  يسمح ترميم الدنا للخلية بالتعرف على الضرر الذي يصيب جزيئات الدنا المُشكّلة لجينوم الخلية وإصلاحه. في الخلايا البشرية، تسبب العمليات الاستقلابية الطبيعية والعوامل البيئية كالتعرض للإشعاع تأذي الدنا، وتنتج عن ذلك عشرات الآلاف من الآفات الجزيئية في الخلية الواحدة يوميًا. تسبب الكثير من هذه الآفات الضرر البنيوي في جزيئات الدنا، وتغير قدرة الخلية على النسخ الجيني للدنا المتضرر أو تمنعه. بينما تحرض آفات أخرى ظهور طفرات مؤذية في جينوم الخلية تؤثر على بقاء الخلايا البنات بعد الانقسام الخلوي. لذا تكون عملية إصلاح الدنا نشطة دائمًا وتستجيب للأضرار التي تصيب بنية الدنا. عندما تحدث الأخطاء في عملية إصلاح الدنا، ولا يحدث موت الخلية المبرمج، يمكن أن يصبح الضرر الذي أصاب الدنا غير قابل للإصلاح، ويتضمن ذلك الانقطاع ثنائي السلسلة والارتباط المتقاطع في الدنا (ارتباط بين السلسلتين في جزيء دنا). يمكن أن يؤدي ذلك إلى الأورام الخبيثة أو السرطان كما توضح فرضية الضربتين (فرضية نُدسون).  يعتمد معدل إصلاح الدنا على عوامل مختلفة، منها نوع الخلية وعمر الخلية والبيئة خارج الخلوية. الخلية التي تراكمت فيها كمية كبيرة من تضرر الدنا أو التي لا تؤدي الإصلاح الخلوي بفعالية، تدخل في واحدة من الحالات الثلاث التالية:   قدرة الخلية على إصلاح الدنا ضرورية لسلامة الجينوم وبالتالي قدرة الخلية على أداء وظائفها. تبين أن الكثير من الجينات التي تؤثر على العمر المتوقع للكائن الحي ترتبط بحماية الدنا والقدرة على إصلاح تضرره.  مُنحت جائزة نوبل في الكيمياء في 2015 لتوماس ليندال وبول مودريتش وعزيز سانجار تقديرًا لمساهمتهم في فهم الآليات الجزيئية لعمليات إصلاح الدنا.  يحدث تضرر الدنا، المسبَب بالعوامل البيئية أو العمليات الاستقلابية الطبيعية ضمن الخلية، بمعدل 10,000 إلى 1,000,000 آفة في الخلية في اليوم. تشكل هذه النسبة ما يعادل 0.000165% من الجينوم البشري البالغ تقريبًا 6 مليارات قاعدة نكليوتيدية (أساس نكليوتيدي)، يمكن أن تعطل الآفات التي لا يجري إصلاحها في الجينات الحساسة (مثل الجينات الكابحة للورم) قدرة الخلية على أداء وظائفها وتزيد إمكانية تشكل ورم أو تساهم في التغايرية الورمية.  تؤثر معظم الأضرار التي تصيب الدنا على البنية الأولية لحلزون الدنا المضاعف؛ أي أن القواعد النكليوتيدية تتغير كيميائيًا. يمكن أن تشوش هذه التبدلات البنية الحلزونية المنتظمة لجزيئات الدنا من خلال ظهور روابط كيميائية جديدة أو تقاربات كبيرة لا تلائم البنية الحلزونية المزدوجة. بخلاف البروتينات والرنا، بفتقر الدنا إلى البنية الثالثية لذا لا تحدث الأضرار أو الآفات على هذا المستوى. يكون الدنا ملفوفًا بكثافة (لف فائق) حول بروتينات «تحزيم» خاصة تدعى الهيستونات (في حقيقيات النوى)، وهذان التركيبان الفائقان حساسان للتضرر الذي يصيب الدنا.  يمكن أن يقسم تضرر الدنا إلى نوعين أساسيين:   يمكن أن يؤدي تضاعف الدنا الذي تضرر قبل الانقسام الخلوي إلى إدماج الأسس النوكليوتيدية الخاطئة قبالة النكليوتيدات المتضررة. تحمل الخلايا البنات التي ترث هذه القواعد الخاطئة طفرات في الدنا لا يمكن معرفة شكلها الأول (إلا في الحالات النادرة للطفرات الراجعة مثلًا من خلال تحويل المورِث).  توجد بضعة أنواع من تضرر الدنا الناتج عن عمليات داخل خلوية طبيعية:   يظهر التضرر الناتج عن العوامل الخارجية بأشكال مختلفة، والأمثلة على ذلك:   تشكل المثيلة والألكلة والتضرر الناتج عن الأشعة فوق البنفسجية أو الأشعة السينية أو التضرر التأكسدي أمثلة على التضرر المُحَرض. يشمل التضرر التلقائي فقدان قاعدة أو نزع أمين أو تجعد حلقة السكر والتبدل الصِنواني (تبدل توتوميتري). التضرر التلقائي (البنيوي) في الدنا المُحدَث بالمؤكسدات الداخلية يمكن كشفه من خلال انخفاض فسفرة الهيستون H2AX في الخلايا غير المعالجة.  في الخلايا البشرية، والخلايا حقيقية النواة عمومًا، يوجد الدنا في موقعين خلويين: ضمن النواة وضمن المتقدرات (ميتوكوندريا). يكون الدنا النووي (دنا النواة) بشكل كروماتين خلال المراحل غير التضاعفية من دورة حياة الخلية ويتكثف في بنى جامعة تعرف باسم الصبغيات خلال الانقسام الخلوي. في أي من الحالتين يكون الدنا مضغوطًا كثيرًا ويلتف حول بروتينات تشبه المسبحة تسمى الهيستونات. حينما تحتاج الخلية إلى التعبير عن المعلومات الجينية المشفرة في الدنا النووي، يُكشَف عن المنطقة الصبغية المطلوبة وتُترجَم الجينات الموجودة فيها، ثم تتكثف مجددًا لتعود إلى هيئتها خلال الراحة. يتواجد الدنا المتقدري ضمن العضيات المسماة المتقدرات، وتوجد منه نسخ متعددة، ويكون أيضًا مترافقًا مع عدد من البروتينات لتشكيل معقد يعرف باسم النُويّة. في داخل المتقدرة، تنشأ مركبات الأكسجين التفاعلية أو الجذور الحرة وهي منتجات ثانوية تنتج عن التشكيل المستمر للأدينوزين ثلاثي الفوسفات من خلال الفسفرة التأكسدية، وتصبح البيئة داخل المتقدرة عالية الأكسدة تدمر الدنا المتقدري. الأنزيم الضروري لمكافحة سمية هذه المركبات هو سوبرأوكسايد ديسموتاز، وهو موجود في المتقدرات وسيتوبلازما الخلايا حقيقية النواة.