Un nucléotide est composé d'un sucre, d'un phosphate et d'une base azotée hétérocyclique. Les nucléotides agissent en tant que monomères pour les polymères d'acide nucléique, les vecteurs d'énergie dans le corps et les coenzymes essentielles.
Un seul nucléotide est appelé unité mononucléotidique, ou MNU. Le sucre pentose présent dans un nucléotide se trouve sous forme d'anneau. Il peut s'agir soit de D-ribose, soit de 2'-désoxyribose. La forme 2'-désoxyribose n'a pas d'hydroxyde sur le carbone 2' présent sur le D-ribose et contient à la place deux hydrogènes.
Le ribose se trouve dans l'ARN et le désoxyribose se trouve dans l'ADN. Le phosphate peut être composé d'un, deux ou trois phosphates. Il peut s'agir d'un ion phosphate ou d'acide phosphorique. Le phosphate se lie au carbone 3' ou au carbone 5' du sucre.
La base azotée présente sur un nucléotide est plane, aromatique et hétérocyclique. Il peut s'agir d'une purine à deux anneaux, telle que l'adénine ou la guanine, ou d'une pyrimidine à un cycle, telle que la thymine, l'uracile et la cytosine. La thymine ne se trouve que dans l'ADN, tandis que l'uracile ne se trouve que dans l'ARN. Un azote présent dans la base est lié à la molécule de sucre par une liaison N-glycosidique. Les autres formes d'azote créent les liaisons hydrogène qui permettent aux acides nucléiques de former des paires de bases complémentaires.
