Представлены новые физико-химические модели, касающиеся структурно-динамической организации ДНК и ее функционирования. Структурно-динамическая модель спонтанных приоткрытых состояний ДНК основывается на впервые зафиксированых авторами конфигурационной неустойчивости уотсон-криковской пары Ade:Thy и внутренним вращением аминогрупп Ade, Gua и Cyt, находящихся в комплементарном спаривании. Пара Ade:Thy может переходить из классического состояния в метастабильное неканоническое, которое удерживается двумя Н-связями N3H...N1и C2H...O2, а переходное состояние вращения аминогрупп стабилизируется парой бифуркационных Н-связей, образованных аминными связями NH, и комплементарными акцепторами протона. Рассмотрена микроструктурная модель пространственной искривленности линейной ДНК. Она отталкивается от развитых авторами новых представлений о специфичности вертикальных (стэкинговых) взаимодействий комплементарных пар оснований и наличия в нуклеозидах внутримолекулярных Н-связей. Кроме делокализованных p-p-взаимодействий, стэкинг также включает локальные кулоновские контакты неподеленных электронных пар аминных атомов азота с атомами водорода и (или) углерода соседних (верхних или нижних) молекул, несущими на себе положительный заряд. Разработана нелинейно-динамическая модель дальнодействия в ДНК. Здесь в качестве слабозатухающего носителя дальнодействия рассматривается коллективная инверсия аминогрупп спаренных оснований. Детально рассмотрены процессы формирования нелинейного сигнала дальнодействия, основанные на зависимости структурной нежестости оснований с аминогруппой зарядового состояния, и его рецепции. Предложен новый механизм генотоксического действия УФ-излучения на ДНК. В основе его лежит упрощение топологии гиперповерхности потенциальной энергии как изолированых оснований, так и их Уотсон-Криковских пар при переходе в первое возбужденное электронное состояние. Это является источником несанкционированных нелинейных конформонов, распространяющихся вдоль ДНК и нарушающих тем самым синхронизированые в пространстве и во времени специфические контакты с белками, ответственные за реализацию генетической информации. Проанализированы молекулярно-кинетические механизмы предплавления ДНК. Показано, что оно сводится, по сути, к термотропному мезогенезису. Представленные модели положены в основу выдвинутой авторами физико-химической концепции функционирования ДНК.