ο νουκλεϊκά οξέα είναι ζωτικής σημασίας βιοπολυμερή που βρίσκονται σε όλα τα ζωντανά πράγματα, όπου λειτουργούν να κωδικοποιούν, να μεταφέρουν και να εκφράζουν γονίδια. Αυτά τα μεγάλα μόρια ονομάζονται νουκλεϊκά οξέα επειδή εντοπίστηκαν για πρώτη φορά μέσα στο πυρήνα των κυττάρων, ωστόσο, βρίσκονται επίσης στο μιτοχόνδρια και χλωροπλάστες καθώς και βακτήρια και ιούς. Τα δύο κύρια νουκλεϊκά οξέα είναι δεοξυριβονουκλεϊνικό οξύ (DNA) και ριβονουκλεϊκό οξύ (RNA).
Το DNA είναι ένα δίκλωνο μόριο οργανωμένο σε χρωμόσωμα που βρίσκεται στον πυρήνα των κυττάρων, όπου κωδικοποιεί τη γενετική πληροφορία ενός οργανισμού. Όταν ένα κύτταρο χωρίζεται, ένα αντίγραφο αυτού του γενετικού κώδικα μεταβιβάζεται στο νέο κύτταρο. Απαγορεύεται η αντιγραφή του γενετικού κώδικα αναπαραγωγή.
Το RNA είναι ένα μονόκλωνο μόριο που μπορεί να συμπληρώνει ή να "ταιριάζει" με το DNA. Ένας τύπος RNA που ονομάζεται αγγελιοφόρο RNA ή mRNA διαβάζει το DNA και κάνει ένα αντίγραφο του, μέσω ενός διαδικασία που ονομάζεται μεταγραφή
. Το mRNA μεταφέρει αυτό το αντίγραφο από τον πυρήνα σε ριβοσώματα στο κυτταρόπλασμα, όπου το RNA μεταφοράς ή το tRNA βοηθά να ταιριάζει με τα αμινοξέα στον κώδικα, σχηματίζοντας τελικά πρωτεΐνες μέσω ενός διαδικασία που ονομάζεται μετάφραση.Οι βάσεις και το σάκχαρο είναι διαφορετικές για το DNA και το RNA, αλλά όλα τα νουκλεοτίδια συνδέονται μεταξύ τους χρησιμοποιώντας τον ίδιο μηχανισμό. Ο πρωτογενής ή ο πρώτος άνθρακας της ζάχαρης συνδέεται με τη βάση. Ο αριθμός 5 άνθρακα των δεσμών ζάχαρης προς την ομάδα των φωσφορικών. Όταν τα νουκλεοτίδια συνδέονται μεταξύ τους για να σχηματίσουν ϋΝΑ ή RNA, το φωσφορικό ενός από τα νουκλεοτίδια συνδέεται με το 3-άνθρακα του σακχάρου του άλλου νουκλεοτιδίου, σχηματίζοντας αυτό που ονομάζεται ραχοκοκαλιά σακχάρου-φωσφορικού του νουκλεϊκού οξέος οξύ. Η σύνδεση μεταξύ των νουκλεοτιδίων ονομάζεται δεσμός φωσφοδιεστέρα.
Τόσο το DNA όσο και το RNA παρασκευάζονται χρησιμοποιώντας βάσεις, σάκχαρα πεντόζης και φωσφορικές ομάδες, αλλά οι αζωτούχες βάσεις και το σάκχαρο δεν είναι οι ίδιες στα δύο μακρομόρια.
Το DNA παρασκευάζεται χρησιμοποιώντας τις βάσεις αδενίνη, θυμίνη, γουανίνη και κυτοσίνη. Οι βάσεις συνδέονται μεταξύ τους με έναν πολύ συγκεκριμένο τρόπο. Ο δεσμός αδενίνης και θυμίνης (Α-Τ), ενώ δεσμός κυτοσίνης και γουανίνης (G-C). Το σάκχαρο πεντόζης είναι η 2'-δεοξυριβόζη.
Το RNA κατασκευάζεται χρησιμοποιώντας τις βάσεις αδενίνη, ουρακίλη, γουανίνη και κυτοσίνη. Τα ζεύγη βάσεων σχηματίζονται με τον ίδιο τρόπο, εκτός από τη σύνδεση της αδενίνης με την ουρακίλη (Α-U), με σύνδεση γουανίνης με κυτοσίνη (G-C). Το σάκχαρο είναι ριβόζη. Ένας εύκολος τρόπος να θυμηθούμε ποιες βάσεις ζευγαρώνουν το ένα με το άλλο είναι να δούμε το σχήμα των γραμμάτων. C και G είναι και τα δύο κυρτά γράμματα του αλφαβήτου. Τα Α και Τ είναι και τα δύο γράμματα που είναι κατασκευασμένα από διασταυρούμενες ευθείες γραμμές. Μπορείτε να θυμηθείτε ότι το U αντιστοιχεί στο T αν θυμάστε το U ακολουθήστε το T όταν αναγγείλετε το αλφάβητο.
Η αδενίνη, η γουανίνη και η θυμίνη ονομάζονται βάσεις πουρίνης. Είναι δικυκλικά μόρια, που σημαίνει ότι αποτελούνται από δύο δακτυλίους. Η κυτοσίνη και η θυμίνη ονομάζονται βάσεις πυριμιδίνης. Μια βάση πυριμιδίνης αποτελείται από ένα μόνο δακτύλιο ή ετεροκυκλική αμίνη.
Ενώ ανακαλύφθηκαν σε ευκαρυώτες, με την πάροδο του χρόνου οι επιστήμονες συνειδητοποίησαν ότι ένα κύτταρο δεν χρειάζεται να έχει πυρήνα για να διαθέτει νουκλεϊκά οξέα Όλα τα αληθή κύτταρα (π.χ., από φυτά, ζώα, μύκητες) περιέχουν τόσο ϋΝΑ όσο και RNA. Οι εξαιρέσεις είναι ορισμένα ώριμα κύτταρα, όπως τα ανθρώπινα ερυθρά αιμοσφαίρια. Ένας ιός έχει είτε DNA είτε RNA, αλλά σπάνια και τα δύο μόρια. Ενώ το μεγαλύτερο μέρος του DNA είναι διπλής έλικας και το μεγαλύτερο μέρος του RNA είναι μονόκλωνο, υπάρχουν εξαιρέσεις. Το μονόκλωνο DNA και το δίκλωνο RNA υπάρχουν σε ιούς. Ακόμη και τα νουκλεϊκά οξέα με τρεις και τέσσερις κλώνους έχουν βρεθεί!