Une liaison phosphodiester est la liaison entre deux sucres désoxyribose ou ribose sur des nucléotides adjacents. Les liaisons phosphodiester constituent l'épine dorsale d'un brin d'acide nucléique désoxyribose, ou ADN.
Une liaison phosphodiester se compose d'un atome de phosphore et de deux liaisons ester. Les liaisons phosphodiester sont des liaisons covalentes fortes et résistantes aux attaques. Ces liaisons stabilisent la structure de l'ADN et l'empêchent de se dégrader et de se décomposer. L'ADN contient le code génétique sous forme de nucléotides pour chaque cellule. Ce code doit être lu dans un ordre précis pour que la cellule fonctionne et se développe correctement. La structure de l'ADN maintient les nucléotides en place à l'aide de liaisons phosphodiester. Les groupes phosphate dans ces liaisons sont chargés négativement et amènent les phosphates à se déplacer vers les extrémités opposées du brin d'ADN. Les phosphates sont neutralisés par des protéines appelées histones. Les phosphates peuvent également être maintenus en place par des ions métalliques et des polyamines. Les liaisons phosphodiester sont créées en liant le phosphate et deux groupes hydroxyle libres d'une molécule de désoxyribose. Cette liaison continue crée une chaîne, également connue sous le nom de colonne vertébrale de l'ADN. Pour que des liaisons phosphodiester se forment, les pyrophosphates, des composés tels que les sels et les esters, doivent se séparer et catalyser la réaction.