Dua jenis utama asam nukleat adalah asam deoksiribonukleat (DNA) dan asam ribonukleat (RNA). DNA adalah materi genetik yang ditemukan di semua organisme hidup, mulai dari bakteri bersel satu mamalia multiseluler. Hal ini ditemukan dalam inti eukariota dan dalam kloroplas dan mitokondria. Pada prokariota, DNA tidak tertutup dalam amplop membran, melainkan dalam sitoplasma mengambang bebas.

Konten genetik seluruh sel dikenal sebagai genom dan studi genom adalah genomik. Pada sel eukariotik, tapi tidak di prokariota, DNA membentuk kompleks dengan protein histon membentuk kromatin, substansi kromosom eukariotik. Kromosom dapat berisi puluhan ribu gen. Banyak gen berisi informasi untuk membuat produk protein; gen lain kode untuk produk RNA. DNA mengontrol semua kegiatan seluler dengan memutar gen “on” atau “off.”

Jenis lain dari asam nukleat, RNA, sebagian besar terlibat dalam sintesis protein. Pada eukariota, molekul DNA tidak pernah meninggalkan inti melainkan menggunakan perantara untuk berkomunikasi dengan seluruh sel. Perantara ini adalah RNA (mRNA). Jenis lain dari RNA seperti rRNA, tRNA, dan microRNA-yang terlibat dalam sintesis protein dan regulasinya.

Nukleotida

DNA dan RNA terdiri dari monomer yang dikenal sebagai nukleotida. Nukleotida menggabungkan dengan satu sama lain untuk membentuk polinukleotida: DNA atau RNA. Setiap nukleotida terdiri dari tiga komponen:

• basa nitrogen
• pentosa sebuah (lima karbon) gula
• gugus fosfat

Setiap basa nitrogen dalam nukleotida menempel pada molekul gula, yang melekat pada satu atau lebih gugus fosfat.

DNA dan RNA

Sebuah nukleotida terdiri dari tiga komponen: basa nitrogen, gula pentosa, dan satu atau lebih gugus fosfat. Residu karbon di pentosa yang diberi nomor 1 melalui 5 ‘(prime membedakan residu ini dari orang-orang di dasar, yang diberi nomor tanpa menggunakan notasi utama). Dasar yang melekat pada 1 ‘posisi ribosa, dan fosfat yang melekat pada 5 posisi. Ketika polinukleotida terbentuk, 5 ‘fosfat dari nukleotida yang masuk melekat pada 3’ gugus hidroksil pada akhir rantai berkembang. Dua jenis pentosa ditemukan di nukleotida, deoksiribosa (ditemukan dalam DNA) dan ribose (ditemukan di RNA). Deoksiribosa mirip dengan struktur ribosa, tetapi memiliki H bukannya OH pada posisi 2 ‘. Basa dapat dibagi menjadi dua kategori: purin dan pirimidin. Purin memiliki struktur cincin ganda, dan pirimidin memiliki cincin tunggal.

Basa nitrogen 

Para basa nitrogen adalah molekul organik dan sangat bernama karena mengandung karbon dan nitrogen. Mereka adalah basis karena mengandung gugus amino yang memiliki potensi mengikat sebuah hidrogen tambahan, dan dengan demikian, penurunan konsentrasi ion hidrogen dalam lingkungannya, sehingga lebih mendasar. Setiap nukleotida dalam DNA mengandung salah satu dari empat basa nitrogen yang mungkin: adenin (A), guanine (G) sitosin (C), dan timin (T).
Adenin dan guanin diklasifikasikan sebagai purin. Struktur utama dari purin terdiri dari dua cincin karbon-nitrogen. Sitosin, timin, dan urasil diklasifikasikan sebagai pirimidin yang memiliki cincin karbon-nitrogen tunggal sebagai struktur utama mereka. Masing-masing cincin karbon-nitrogen dasar memiliki kelompok fungsional yang berbeda melekat padanya. Dalam molekul biologi singkat, basa nitrogen hanya dikenal dengan simbol-simbol mereka A, T, G, C, dan U. DNA mengandung A, T, G, dan C sedangkan RNA mengandung A, U, G, dan C.

Lima Carbon Gula

Gula pentosa pada DNA adalah deoksiribosa dan RNA itu ribosa. Perbedaan antara gula adalah adanya gugus hidroksil pada karbon kedua dari ribosa dan hidrogen pada karbon kedua deoksiribosa tersebut. Para atom karbon dari molekul gula diberi nomor sebagai 1 ‘, 2’, 3 ‘, 4’, dan 5 ‘(1’ dibaca sebagai “satu perdana”).

Grup fosfat

Residu fosfat yang terikat pada gugus hidroksil dari 5 ‘karbon dari satu gula dan gugus hidroksil 3’ karbon dari gula nukleotida berikutnya, yang membentuk linkage 5’3 ‘fosfodiester. Keterkaitan fosfodiester tidak dibentuk oleh dehidrasi reaksi sederhana seperti hubungan lainnya yang menghubungkan monomer dalam makromolekul: pembentukannya melibatkan penghapusan dua kelompok fosfat. Sebuah polinukleotida mungkin memiliki ribuan keterkaitan fosfodiester tersebut