DNA的超螺旋
Closed circular DNA 没有断口的双链环状DNA，亦称为超螺旋DNA。由于具有螺旋结构的双链各自闭合，结果使整个DNA分子进一步旋曲而形成三级结构。另外如果一条或二条链的不同部位上产生一个断口，就会成为无旋曲的开环DNA分子。从细胞中提取出来的质粒或病毒DNA都含有闭环和开环这二种分子。可根据两者与色素结合能力的不同，而将两者分离开来。
环状DNA的模型
Supercoil 超螺旋 DNA双螺旋本身进一步盘绕称超螺。旋超螺旋有正超螺旋和负超螺旋两种，负超螺旋的存在对于转录和复制都是必要的。
轴线的螺旋
正超螺旋与负超螺旋 正超螺旋：两股以右旋方向缠绕的螺旋，在外力往紧缠的方向捻转时，会产生一个左旋的超螺旋，以解除外力捻转造成的胁变。这样形成的螺旋为正超螺旋。 负超螺旋：两股以右旋方向缠绕的螺旋在外力向松缠的方向捻转时，产生一个右旋的超螺旋以解除外力捻转造成的胁迫。这样形成的超螺旋为负超螺旋。
超螺旋形成的模拟图
DNA超螺旋的模型 DNA负超螺旋 DNA双螺旋 DNA正超螺旋
拓扑学异构体 具有特定连接数的环状双链DNA分子称为拓扑异构体. 超螺旋DNA（supercoiled DNA）的拓扑学异构体，不限于环状DNA，在线形DNA上的固定二点间也会形成，与细胞内的DNA复制、转录和重组等过程有着重要的联系。
缠绕T与扭曲W 环状双链DNA的拓扑学异构体，从几何学上可以三个参数来表示。 第一为L数（linking number），表示二条核苷酸链组成双螺旋过程中的缠绕次数。B型DNA每10个碱基对L=1，总是整数。L数，只要DNA不产生裂缝，不论分子怎样变形它也不会改变。 第二为T数（twist number），它表示不限于作为螺旋的缠绕，一个链围绕另一个链旋卷的次数，B型DNA其L=T。 第三为W数（writting number）表示超螺旋数。例如，在双螺旋发生反卷之后形成闭环的DNA，可变成L数不足的拓扑学异构体，使DNA分子扭歪变形，此应变能由于整个分子形成右旋超螺旋而变为最少，此时产生的超螺旋的卷数就是W数。扭歪变形也由于分子内的一个链绕到另一个链而减少的。三个参数之间有L=W+T的关系。
缠绕就是双螺旋本身的紧缠绕或松缠绕,扭曲就是双螺旋轴的缠绕变化. 公式:L（缠绕次数或螺旋数）=T+W T：一个链围绕另一个链旋卷的次数 W：表示超螺旋数
T与W的相互转变
嵌入剂 嵌入剂是指可插入双链DNA相邻碱基对之间，诱发移码突变的致突变物。一般具有多环平面结构，如潜黄素、溴乙啶及某些多环芳烃 .它们能插入碱基对之间,还可以作染色用. 用溴化乙锭测量DNA的超螺旋水平.
嵌入剂的染色模型
嵌入剂的其它引入法 ＤＮＡ嵌入剂可先引入到用于寡核苷酸合成的核苷酸单体，然后再通过ＤＮＡ自动合成仪引入到寡核苷酸的预定位点，也可在寡核苷酸合成后解保护之前或之后，通过特异的化学反应直接共价偶联到寡核苷酸的预定位点，通过以上两种途径，可将ＤＮＡ嵌入剂共价偶联到寡核苷酸的３′末端、５′末端，两端或中间位点。
超螺旋能 负超螺旋的DNA具有很强的扭力,这一能量促使DNA双螺旋的解旋,并驱使需解旋的DNA的解旋过程.
拓扑异构酶 在闭环状双链DNA的拓扑学转变中，要暂时的将DNA的一个链或两个链切断，根据异构体化的方式而分为二个型。切断一个链而改变拓扑结构的称为Ⅰ型拓扑异构酶（top- oisomeraseⅠ），通过切断二个链来进行的称为Ⅱ型拓扑异构酶（topoisomeraseⅡ）。
拓扑异构酶I的作用
Ⅰ型拓扑异构酶的原理 Ⅰ型拓扑异构酶不需要ATP的能量而催化异构体化，作为反应的中间产物，在原核生物来说是游离型的5′-OH末端和3′-磷酸末端与酶的Tyr形成共价键，而真核生物是3′-OH末端5′-磷酸末端与酶形成共价键。此酯键中所贮存的能量，可能在切断端的再结合上起着作用。
拓扑异构酶II的作用
Ⅱ型拓扑异构酶的原理 在Ⅱ型拓扑异构酶中，DNA促旋酶可单独催化闭环状DNA产生超螺旋，这是独特的,它使超螺旋松弛需要ATP的能量 。 DNA回旋酶;回旋酶;促旋酶;旋转酶;DNA gyrase 细菌中II型拓扑异构酶的一种。可将双螺旋DNA的股解开导入负的超螺旋（使W数变负）的独特的酶。