Les nucléotides sont constitués d'un groupe phosphate, d'un sucre à cinq cycles et d'une base azotée. Les acides nucléiques, tels que l'acide désoxyribonucléique (ADN) et ribonucléique (ARN), contiennent des nucléotides répétitifs. Les nucléotides se lient pour former des acides nucléiques en connectant le groupe phosphate d'un nucléotide au sucre d'un autre.
Le groupe phosphate est composé d'un atome de phosphore et de plusieurs atomes d'oxygène. Ce groupe phosphate, appelé groupe phosphate inorganique, se lie à un sucre qui contient un anneau composé de cinq carbones. Dans l'ADN, le sucre est le désoxyribose ; dans l'ARN, le sucre est le ribose, qui contient un atome d'oxygène de plus que le désoxyribose.
Les bases azotées sont ainsi nommées car chaque composé contient un cycle contenant de l'azote. Cinq bases azotées sont présentes dans les cellules humaines : l'adénine, la thymine, l'uracile, la guanine et la cytosine. L'adénine, la thymine, la guanine et la cytosine existent dans l'ADN, tandis que l'adénine, l'uracile, la guanine et la cytosine sont dans l'ARN. L'adénine et la guanine sont des molécules plus grosses appelées purines, qui contiennent deux cycles liés entre eux. La thymine, la cytosine et l'uracile sont des pyrimidines, qui sont plus petites que les purines et ont un seul anneau.
Dans l'ADN, deux brins d'acide nucléique constitués de nucléotides répétés se tordent l'un autour de l'autre pour former une structure appelée double hélice qui ressemble à une échelle. Les deux brins sont liés l'un à l'autre par la liaison de deux bases azotées. L'espace entre les deux côtés de l'hélice est si précis que seule une purine peut se lier à une pyrimidine, ce qui signifie que l'adénine et la thymine se lient, alors que seules la cytosine et la guanine peuvent se lier.
