Нуклеиновыми кислотами называются высокомолекулярные соединения (полинуклеотиды), состоящие из остатков мононуклеотидов.
Мононуклеотиды (нуклеотиды) построены из трех компонентов: азотистого основания (пиримидинового или пуринового), пентозы (рибоза или дезоксирибоза) и одной или нескольких фосфатных групп.
В составе нуклеотидов выделяют более простой структурный компонент - нуклеозиды, состоящие из азотистого основания и пентозы.
Азотистые основания делят на главные и редкие (минорные). К главным пуриновым основаниям относятся аденин и гуанин; к пиримидиновым - цитозин, урацил и тимин. В ДНК входят аденин, гуанин, цитозин, и тимин, а в РНК - все те же основания, кроме тимина, который заменен урацилом. Главные азотистые основания имеют следующее строение:
| Пиримидин | Цитозин (Ц) | Урацил (У) | Тимин (Т) |
| Пурин | Аденин (А) | Гуанин (Г) |
Минорные основания встречаются главным образом в тРНК. К ним относятся дополнительно метилированные пуриновые и пиримидиновые основания.
В нуклеозидах атом углерода пентозы С-1´ связан с первым атомом азота (N-1) пиримидинового или с девятым атомом азота (N-9) пуринового основания. Пентоза в рибонуклеозидах - рибоэа, а в дезоксирибонуклеозидах - дезоксирибоза. Основные рибонуклеозиды - аденозин, гуанозин, цитидин и уридин. Основные дезоксирибонуклеозиды - дезоксиаденозин, дезоксигуаноэин, дезоксицитидин и дезокситимидин.
Нуклеотиды представляют собой фосфорные эфиры нуклеозидов - нуклеозидфосфаты, образующиеся в результате этерификации гидроксильной группы при пятом атоме углерода пентозы (С - 5').
Удлинение фосфатного конца мононуклеотида за счет присоединения дополнительных фосфатов приводит к образованию нуклеозидполифосфатов.
Ниже приведены примеры нуклеозидов, нуклеотидов и нуклеозидполифосфата:
| 
| 
| |
| Аденозин | Уридин | Дезоксиаденозин | |
| 
| ||
| Аденозин-5´-монофосфат (АМФ) | Дезоксиаденозин-5´-монофосфат (дАМФ) | ||
Чаще всего в клетках встречаются нуклезиддифосфаты и нуклеозидтрифосфаты.
Мономерами РНК являются рибонуклеозидмонофосфаты, a мономерами ДНК – дезоксирибонуклеозидмонофосфаты. Ниже приводятся названия и сокращенные обозначения нуклеозидфосфатов:
| Название | Сокращенные обозначения |
| Рибонуклеозидфосфаты | |
| Аденозин моно-, ди-, трифосфат | АМФ, АДФ, АТФ |
| Гуанозин моно-, ди-, трифосфат | ГМФ, ГДФ, ГТФ |
| Цитидин моно-, ди-, трифосфат | ЦМФ, ЦДФ, ЦТФ |
| Уридин моно-, ди-, трифосфат | УМФ, УДФ, УТФ |
| Дезоксирибонуклеозидфосфаты | |
| Дезоксиаденозин моно-, ди-, трифосфат | дАМФ, дАДФ, дАТФ |
| Дезоксигуанозин моно-, ди-, трифосфат | дГМФ, дГДФ, дГТФ |
| Дезоксицитидин моно-, ди-, трифосфат | дЦМФ, дЦДФ, дЦТФ |
| Дезокситимидин моно-, ди-, трифосфат | дТМФ, дТДФ,дТГФ |
Нуклеозидмонофосфаты кроме того называют следующим образом: АМФ-адениловая кислота, ГМФ-гуаниловая, ЦМФ-цитодиловая и УМФ-уридиловая кислота. В случае дезоксирибонуклеозид-монофосфатов добавляется приставка «дезокси», а вместо уридиловой кислоты в составе ДНК встречается дезокситимидиловая (дТМФ).
Нуклеозидди- и трифосфаты содержат фосфодиэфирные высокоэнергетические связи, т.е. связи, при гидролизе которых освобождается значительное количество энергии (около 50 кДж/моль). Поэтому эти соединения участвуют в реакциях синтеза биологических веществ как источник энергии. Особенно уникальную роль в превращениях энергии в организме выполняет аденозинтрифосфат (АТФ).
