Nucleotiden zijn de bouwstenen waaruit DNA- en RNA-moleculen zijn opgebouwd. De erfelijke informatie ligt besloten in de volgorde, oftewel sequentie, van de nucleotiden in die moleculen. Een nucleotide bestaat uit drie onderdelen: een stikstofbase, een suikergroep en een of meer fosfaatgroepen.

Stikstofbase

Er zijn vijf stikstofbasen die in nucleotiden kunnen voorkomen: adenine (A), cytosine (C), guanine (G), thymine (T) en uracil (U). DNA-nucleotiden komen alleen A, C, G en T voor. RNA bevat U in plaats van T. De stikstofbasen zijn in een nucleotide verbonden aan het eerste koolstofatoom van de suikergroep.

Suikergroep

DNA-nucleotiden bevatten de suikergroep desoxyribose. De suikergroep in RNA is ribose. Beide suikergroepen bestaan uit een ring van vier koolstofatomen en een zuurstofatoom; het verschil is dat aan het tweede koolstofatoom van desoxyribose geen hydroxylgroep (-OH), maar een waterstofatoom (H) gebonden is.

Fosfaatgroep

De fosfaatgroep (-PO3) zit aan het vijfde koolstofatoom van de suikergroep. In een DNA- of RNA-streng bindt de fosfaatgroep aan het derde koolstofatoom van de suikergroep van het vorige nucleotide. De keten van suiker- en fosfaatgroepen die zo ontstaat, is de ‘ruggengraat’ van de streng.

Basenparing

Nucleotiden in een DNA- of RNA-streng kunnen waterstofbruggen vormen met ‘tegenoverliggende’ nucleotiden. C vormt alleen waterstofbruggen met G, A alleen met T (in DNA) of U (in RNA). Deze basenparing, is een van de belangrijkste eigenschappen van erfelijk materiaal.