Jednostką strukturalną kwasów nukleinowych są nukleotydy składające się z trzech elementów: zasady azotowej (purynowej– adenina, guanina lub pirymidynowej – cytozyna, tymina, uracyl), cukru (rybozy lub deoksyrybozy) i reszty kwasu fosforowego (V) przyłączonego do cząsteczki cukru. Natomiast sama zasada azotowa, połączona z cukrem, tworzy tzw. nukleozyd. Kwasy nukleinowe powstają przez połączenie się nukleotydów wiązaniami fosfodiestrowymi w długie łańcuchy polinukleotydowe, w których wyróżnia się tzw. koniec 5’, zawierający wolną resztę kwasu fosforowego oraz koniec 3’, zawierający wolną grupę alkoholową (oznaczenie 5’ lub 3’ wskazuje na numer atomu węgla w cząsteczce cukru). Łańcuchy mogą składać się z różnej liczby nukleotydów o różnej sekwencji (kolejności ułożenia), uwarunkowanej obecnością jednej z zasad azotowych w cząsteczce danego nukleotydu. Między cząsteczkami zasad azotowych różnych nukleotydów tworzą się wiązania wodorowe, przy czym powstają one zawsze w sposób komplementarny, tj. w DNA między adeniną i tyminą (lub adeniną i uracylem w RNA) oraz między cytozyną i guaniną. Utrzymują strukturę przestrzenną cząsteczki kwasu nukleinowego.
Wiązania wodorowe między parami komplementarnych zasad azotowych
Istnieją dwa rodzaje kwasów nukleinowych:
kwas deoksyrybonukleinowy (DNA) i kwas rybonukleinowy (RNA).
DNA ma postać podwójnej helisy. Zbudowany jest z dwóch łańcuchów nukleotydów, które biegną w przeciwnych kierunkach. Nukleotydy w DNA zawierają cukier deoksyrybozę i jedną z czterech zasad: adeninę(A), tyminę (T), cytozynę(C) oraz guaninę (G). Łańcuchy polinukleotydowe połączone są ze sobą wiązaniami wodorowymi między parami komplementarnych zasad (ilościowo: A = T i C ≡ G) i skręcone spiralnie.
RNA zbudowany jest zwykle z jednego łańcucha nukleotydów, ale w jego obrębie mogą występować odcinki podwójnej helisy, powstałe także dzięki wiązaniom wodorowym między parami komplementarnych zasad, z tym że zamiast tyminy występuje w RNA uracyl (U). Istnieje kilka rodzajów RNA, z których najważniejsze to: mRNA (informacyjny), tRNA (transportujący), rRNA(rybosomalny).
Fragment łańcucha polinukleotydowego RNA
Kwasy nukleinowe odpowiadają za przechowywanie i przekazywanie informacji genetycznej zawartej w sekwencji nukleotydów.