I nucleotidi sono costituiti da un gruppo fosfato, uno zucchero a cinque anelli e una base azotata. Gli acidi nucleici, come l'acido desossiribonucleico (DNA) e ribonucleico (RNA), contengono nucleotidi ripetuti. I nucleotidi si uniscono per formare acidi nucleici collegando il gruppo fosfato di un nucleotide allo zucchero di un altro.
Il gruppo fosfato è composto da un atomo di fosforo e diversi atomi di ossigeno. Questo gruppo fosfato, chiamato gruppo fosfato inorganico, si collega con uno zucchero contenente un anello costituito da cinque atomi di carbonio. Nel DNA, lo zucchero è desossiribosio; in RNA, lo zucchero è ribosio, che contiene un atomo di ossigeno in più rispetto al desossiribosio.
Le basi azotate sono così chiamate perché ogni composto contiene un anello contenente azoto. Cinque basi azotate si trovano nelle cellule umane: adenina, timina, uracile, guanina e citosina. Adenina, timina, guanina e citosina esistono nel DNA, mentre adenina, uracile, guanina e citosina sono nell'RNA. Adenina e guanina sono molecole più grandi chiamate purine, che contengono due anelli collegati tra loro. Timina, citosina e uracile sono pirimidine, che sono più piccole delle purine e hanno un singolo anello.
Nel DNA, due filamenti di acidi nucleici fatti di nucleotidi ripetuti si torcono l'uno intorno all'altro per formare una struttura chiamata doppia elica che sembra una scala. I due fili sono legati l'un l'altro dal collegamento di due basi azotate. Lo spazio tra i due lati dell'elica è così preciso che solo una purina può legare con una pirimidina, il che significa che l'adenina e la timina si legano insieme, mentre solo la citosina e la guanina possono legarsi insieme.
