مواد شیمیایی 
نوکلئوتید یک مولکول آلی با ترکیب پایه نیتروژن دار، قند پنتوز و فسفات است. DNA و RNA پلی نوکلئوتیدهایی هستند که حاوی زنجیره ای از مونومرهای نوکلئوتید با بازهای نیتروژنی مختلف هستند. نوکلئوتیدها برای انجام فعالیت های متابولیکی و فیزیولوژیکی ضروری هستند.ATP (آدنوزین تری فسفات) به عنوان ارز انرژی سلول ها عمل می کند. نوکلئوتیدها کوآنزیم ها و کوفاکتورهای مختلفی مانند NAD، NADP، FAD، کوآنزیم A و غیره را تشکیل می دهند و برای بسیاری از فرآیندهای متابولیک ضروری هستند.
1. پایه نیتروژنی: از پایه پیریمیدین یا پورین تشکیل شده است. DNA حاوی آدنین (A)، گوانین (G)، سیتوزین (C) و تیمین (T) است در حالی که RNA حاوی آدنین، گوانین، سیتوزین و اوراسیل (U) است.
2. قند: یک نوکلئوتید از قند پنتوز تشکیل شده است. DNA (اسید دئوکسی ریبونوکلئیک) حاوی قند دئوکسی ریبوز و RNA (ریبونوکلئیک اسید) حاوی قند ریبوز است.
یک پایه نیتروژنی متصل به شکر "نوکلئوزید" نامیده می شود.
3. فسفات: فسفات با قند نوکلئوزید توسط یک پیوند استری با 5 امین گروه هیدروکسیل C مرتبط است. نوکلئوتیدها حداقل حاوی یک گروه فسفات هستند.فسفات یک نوکلئوتید به سومین گروه C-OH قند نوکلئوتید دوم می‌چسبد و در نتیجه پیوند 5' → 3' ایجاد می‌کند.
در DNA (مارپیچ دوگانه) دو رشته ضد موازی پلی نوکلئوتید وجود دارد که توسط پیوندهای هیدروژنی بین بازهای نیتروژنی به هم متصل شده اند. پورین با پایه پیریمیدین جفت می شود، A با T و G به ترتیب با دو و سه پیوند هیدروژنی با C جفت می شود.در RNA به جای تیمین (T)، A با U جفت می شود.
گروه فسفات مولکول های قند دو نوکلئوتید را به هم متصل می کند و یک زنجیره را تشکیل می دهد. DNA و RNA پلی نوکلئوتید هستند. زنجیره فسفات قند، ستون فقرات یک زنجیره پلی نوکلئوتیدی را تشکیل می دهد.هنگامی که گروه فسفات به گروه هیدروکسیل همان قند متصل می شود، نوکلئوتید حلقوی را تشکیل می دهد، آنها به صورت یک مونومر منفرد وجود دارند، به عنوان مثال cAMP، cGMP مورد استفاده در فرآیندهای انتقال سیگنال درون سلولی.
نوکلئوتیدها و نوکلئوزیدها چگونه با هم تفاوت دارند؟
نوکلئوزید = پایه نیتروژن + قند
نوکلئوزیدها به نام های آدنوزین، گوانوزین، تیمیدین، سیتیدین، یوریدین
نوکلئوتید = نوکلئوزید + فسفات
نوکلئوتیدها به نام های اسید آدنیلیک، اسید گوانیلیک، اسید تیمیدیلیک، اسید سیتیدیلیک و اسید اوریدیلیک نام گذاری می شوند.
نوکلئوتیدها بر اساس تعداد گروه های فسفات متصل به آن، به عنوان مثال آدنوزین مونوفسفات (AMP)، آدنوزین دی فسفات (ADP) یا آدنوزین تری فسفات (ATP) به عنوان نوکلئوزید مونو، دی یا تری فسفات نیز نامیده می شوند.DNA و RNA فقط حاوی نوکلئوتید هستند.
به غیر از زنجیره پلی نوکلئوتیدی DNA و RNA، نوکلئوتیدها به اشکال مختلف در بدن وجود دارند و برای زندگی ضروری هستند، مانند ATP، cAMP، NAD + ، NADP + ، FAD، کوآنزیم A و غیره.
آدنوزین تری فسفات (ATP): ATP ارز انرژی سلول است. انرژی مورد نیاز برای فرآیندهای متابولیک از ATP مشتق می شود. همچنین به عنوان یک کوآنزیم عمل می کند و پیش ساز سنتز DNA و RNA است.
ساختار ATP
ساختار ATP (آدنوزین تری فسفات)
آدنوزین مونوفسفات حلقوی (cAMP): cAMP به عنوان یک پیام رسان ثانویه عمل می کند و در انتقال سیگنال استفاده می شود. نقش مهمی در متابولیسم کربوهیدرات و لیپید دارد.
ساختار اردوگاه
cAMP (آدنوزین مونوفسفات حلقوی 3'،5')
نیکوتین آمید آدنین دی نوکلئوتید (NAD): NAD یک دی نوکلئوتید است. حاوی دو نوکلئوتید است که توسط گروه های فسفات به هم متصل شده اند. یکی از نوکلئوتیدها حاوی باز آدنین و نوکلئوتید دیگر دارای نیکوتین آمید است. آنها نقش مهمی در فرآیندهای متابولیک دارند و به عنوان یک حامل الکترون عمل می کنند. آنها به دو شکل NAD + اکسید شده و NADH احیا شده وجود دارند.به طور مشابه، NADP + (NADPH) نیز یک کوفاکتور مورد استفاده در چرخه کالوین و سایر فرآیندهای آنابولیک است.FAD یک آدنین دی نوکلئوتید است که به عنوان یک کوآنزیم عمل می کند و نقش کلیدی در بسیاری از واکنش های آنزیمی ایفا می کند.
بازهای نیتروژنی – ساختار آدنین، گوانین، تیمین، سیتوزین، اوراسیل
پنج پایه نیتروژن دار به نام های آدنین، گوانین، تیمین، سیتوزین و اوراسیل وجود دارد. آنها ترکیبات حاوی نیتروژن هستند که بخش مهمی از کد ژنتیکی را تشکیل می دهند. ساختار و شرح پنج پایه نیتروژنی در زیر نشان داده شده است.
ساختار آدنین: آدنین یک مشتق پورین است که از دو حلقه حاوی نیتروژن تشکیل شده است. این یک پیوند دوگانه با تیمین در ساختار نوکلئوتیدی ایجاد می کند.
ساختار گوانین: گوانین دوباره یک مشتق پورین است که از دو حلقه حاوی نیتروژن تشکیل شده است. این یک پیوند سه گانه با سیتوزین در ساختار نوکلئوتیدی ایجاد می کند.
ساختار تیمین: تیمین یک مشتق پیریمیدین است که از یک حلقه منفرد حاوی نیتروژن تشکیل شده است. همچنین به عنوان 5-methyluracil شناخته می شود.
ساختار سیتوزین: سیتوزین مانند تیمین یک مشتق پیریمیدین است که از یک حلقه معطر متصل به گروه آمینو و کتو تشکیل شده است.
ساختار اوراسیل: اوراسیل همچنین یک مشتق پیریمیدین است که می‌توان آن را به عنوان شکل دمیله شده تیمین نیز در نظر گرفت.
| پایه نیتروژن | نمایندگی | پایه مکمل در DNA | فرمول شیمیایی |
| آدنین |
آ |
تیمین | C 5 H 5 N 5 |
| گوانین |
جی |
سیتوزین | C 5 H 5 N 5 O |
| تیمین |
تی |
آدنین | C 5 H 6 N 2 O 2 |
| سیتوزین |
سی |
گوانین | C 4 H 4 N 3 O |
تابع نوکلئوتیدی
نوکلئوتیدها واحدهای سازنده DNA و RNA هستند. آنها حاوی اطلاعات ژنتیکی هستند.نوکلئوتیدها به عنوان کوآنزیم عمل می کنند که برای کاتالیز کردن بسیاری از واکنش های بیوشیمیایی توسط آنزیم ها لازم است.انرژی به صورت ATP در بدن ما ذخیره می شود. هنگامی که نیاز به انرژی وجود دارد، آنها به ADP یا AMP تبدیل می شوند. ATP همچنین به عنوان یک کوآنزیم عمل می کند
NAD، NADP نقش اساسی در بسیاری از واکنش های ردوکس دارند، آنها به عنوان یک حامل الکترون عمل می کنند.cAMP به انتقال سیگنال های شیمیایی و تنظیم متابولیک کمک می کند
اهمیت بیولوژیکی نوکلئوتیدها
ترکیبات DNA و RNA را تشکیل می دهد - آنها به عنوان بلوک های سازنده اسیدهای نوکلئیک عمل می کنند و حامل متابولیت های فعال برای فرآیند بیوسنتز هستند.
در ذخیره انرژی شیمیایی نقش دارد .برای تکثیر DNA و رونویسی RNA در مراحلی که به سرعت تقسیم می شوند مورد نیاز است .منابع انرژی سلولی و سایر عملکردهای متابولیک را فراهم می کند .برای ارتباط شیمیایی در پاسخ سلول ها به هورمون ها و سایر محرک های خارج سلولی مورد نیاز است .به عنوان اجزای ساختاری کوفاکتورهای آنزیمی و سایر واسطه های متابولیک عمل می کنند
