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. Kwasy nukleinowe powstają przez połączenie się nukleotydów wiązaniami fosfodiestrowymi w długie łańcuchy polinukleotydowe, w których wyróżnia się tzw. koniec 5’ oraz koniec 3’. Między cząsteczkami zasad azotowych różnych nukleotydów tworzą się wiązania wodorowe, przy czym powstają one zawsze w sposób komplementarny, tj. między adeniną i tyminą /lub uracylem/, albo między cytozyną i guaniną. Istnieją dwa rodzaje kwasów nukleinowych: DNA i RNA.
– Kwas dezoksyrybonukleinowy /DNA/ ma postać podwójnej helisy, zbudowany jest z dwóch łańcuchów nukleotydów. Nukleotydy w DNA zawierają cukier dezoksyrybozę i jedną z czterech zasad: adeninę /A/, tyminę /T/, cytozynę /C/ lub guaninę /G/. Łańcuchy polinukleotydowe połączone są ze sobą wiązaniami wodorowymi między parami komplementarnych zasad /ilościowo: A = T i C ≡ G/ i są skręcone spiralnie.
– Kwas rybonukleinowy /RNA/ zbudowany jest zwykle z jednego łańcucha nukleotydów. Istnieje kilka rodzajów RNA: mRNA/informacyjny/, tRNA /transportujący/, rRNA /rybosomalny/.
Kwasy nukleinowe odpowiadają za przechowywanie i przekazywanie informacji genetycznej.
Inne funkcje nukleotydów
Poza nukleotydami wchodzącymi w skład kwasów nukleinowych w komórkach występują mono– i dinukleotydy, które pełnią inne funkcje:
– przenoszą energię chemiczną zawartą w wiązaniach określanych jako wiązania wysokoenergetyczne, przykładem jest adenozynotrifosforan /ATP/;
– dinukleotyd nikotynamidoadeninowy /NAD+/ oraz jego fosforan /NADP+/ są przenośnikami wodoru i elektronów w reakcjach redox;
– koenzym A /CoA/ uczestniczy w wielu reakcjach chemicznych w komórce, przenosząc dwuwęglowe reszty acylowe /jako acetylo-CoA/.