Os nucleotídeos são constituídos por um grupo fosfato, um açúcar de cinco anéis e uma base nitrogenada. Os ácidos nucleicos, como o ácido desoxirribonucleico (DNA) e o ribonucleico (RNA), contêm nucleotídeos repetidos. Os nucleotídeos se ligam para formar ácidos nucleicos, conectando o grupo fosfato de um nucleotídeo ao açúcar de outro.
O grupo fosfato é composto por um átomo de fósforo e vários átomos de oxigênio. Este grupo fosfato, denominado grupo fosfato inorgânico, liga-se a um açúcar que contém um anel feito de cinco carbonos. No DNA, o açúcar é a desoxirribose; no RNA, o açúcar é a ribose, que contém um átomo de oxigênio a mais do que a desoxirribose.
As bases nitrogenadas são assim chamadas porque cada composto contém um anel contendo nitrogênio. Cinco bases nitrogenadas são encontradas nas células humanas: adenina, timina, uracila, guanina e citosina. Adenina, timina, guanina e citosina existem no DNA, enquanto adenina, uracila, guanina e citosina estão no RNA. Adenina e guanina são moléculas maiores chamadas purinas, que contêm dois anéis ligados entre si. Timina, citosina e uracila são pirimidinas, que são menores do que purinas e têm um único anel.
No DNA, duas fitas de ácido nucléico feitas de nucleotídeos repetidos giram em torno uma da outra para formar uma estrutura chamada de dupla hélice que se parece com uma escada. As duas fitas estão ligadas uma à outra pela ligação de duas bases nitrogenadas. O espaço entre os dois lados da hélice é tão preciso que apenas uma purina pode se ligar a uma pirimidina, o que significa que a adenina e a timina se ligam, enquanto apenas a citosina e a guanina podem se ligar.
