La classe di composti organici noti come acidi nucleici è costituito da polimeri costruiti da nucleotidi. Tra i più noti acidi nucleici sono DNA (acido desossiribonucleico) e RNA (acido ribonucleico). DNA fornisce il modello della vita in cellule viventi mentre RNA permette la traduzione del codice genetico in proteine, che costituiscono le componenti cellulari della vita. Ogni nucleotide in un acido nucleico è costituito da una molecola di zucchero (ribosio nel RNA) e desossiribosio nel DNA di una base azotata e un gruppo fosfato. I gruppi fosfato consentono i nucleotidi essere collegati tra loro, creando la spina dorsale di zucchero-fosfato dell'acido nucleico, mentre le basi azotate forniscono le lettere dell'alfabeto genetico. Questi componenti degli acidi nucleici sono costruiti da cinque elementi: carbonio, idrogeno, ossigeno, azoto e fosforo.
Carbonio
Come una molecola organica, il carbonio è un elemento chiave degli acidi nucleici. Atomi di carbonio si trovano nello zucchero della spina dorsale dell'acido nucleico e le basi azotate.
Ossigeno
Atomi di ossigeno si trovano nelle basi azotate, zucchero e fosfati dei nucleotidi. Un'importante differenza tra DNA e RNA è la struttura dello zucchero. Quattro gruppi di idrossile (OH) sono attaccati alla struttura di anello di carbonio-ossigeno del ribosio. In desossiribosio, uno gruppo dell'idrossile è sostituito con l'idrogeno. Questa differenza di un atomo di ossigeno conduce al termine "deoxy" in desossiribosio.
Idrogeno
Gli atomi di idrogeno sono attaccati al carbonio e ossigeno all'interno lo zucchero e azotate basi degli acidi nucleici. I legami polari creati da legami di idrogeno-azoto nelle basi azotate consentono legami dell'idrogeno formare tra filamenti di acidi nucleici, che si traduce nella creazione di DNA double-stranded, dove due filamenti di DNA sono tenute insieme da legami idrogeno di coppie di basi. Nel DNA, queste coppie di basi allineare con adenina alla timina e la guanina alla citosina. Questo appaiamento svolge un ruolo importante sia nella replica che la traduzione del DNA.
Azoto
Le basi contenenti azoto degli acidi nucleici possono essere diviso in pirimidine e purine. Le pirimidine sono strutture di singolo-anello con azoto situato presso le posizioni prime e la terza dell'anello. Citosina e timina sono pirimidine nel DNA, con l'uracile sostituita la timina nel RNA. Purine sono una struttura del doppio-anello, in cui un anello pirimidinico fa parte di un secondo anello presso gli atomi di carbonio di quarta e Quinta ad un anello conosciuto come un anello di imidazolo. Questo secondo anello contiene atomi di azoto supplementare a settimo e nono posizioni. Adenina e guanina sono le basi puriniche trovate nel DNA. Adenina, citosina e guanina hanno un ulteriore gruppo amminico (contenenti azoto) attaccato alla struttura di anello. Questi gruppi amminici allegati sono coinvolti nei legami idrogeno formati tra coppie di basi dei diversi acidi nucleici.
Fosforo
Allegato a ogni zucchero è un gruppo fosfato composto di fosforo e ossigeno. Questo fosfato permette le molecole di zucchero dei diversi nucleotidi per essere collegati tra loro in una catena del polimero.