Ein Nukleotid besteht aus einem Zucker, einem Phosphat und einer heterozyklischen Stickstoffbase. Nukleotide fungieren als Monomere für Nukleinsäurepolymere, Energieträger im Körper und essentielle Coenzyme.
Ein einzelnes Nukleotid wird als Mononukleotideinheit oder MNU bezeichnet. Der in einem Nukleotid vorhandene Pentosezucker liegt in Ringform vor. Es kann entweder D-Ribose oder 2'-Desoxyribose sein. Der Form 2'-Desoxyribose fehlt ein Hydroxid am 2'-Kohlenstoff, der auf D-Ribose vorhanden ist, und enthält stattdessen zwei Wasserstoffatome.
Ribose kommt in RNA vor und Desoxyribose kommt in DNA vor. Das Phosphat kann aus einem, zwei oder drei Phosphaten bestehen. Es kann entweder ein Phosphation oder Phosphorsäure sein. Das Phosphat bindet entweder an den 3'-Kohlenstoff oder den 5'-Kohlenstoff des Zuckers.
Die an einem Nukleotid vorhandene stickstoffhaltige Base ist planar, aromatisch und heterozyklisch. Es kann ein Purin mit zwei Ringen sein, wie Adenin oder Guanin, oder ein Pyrimidin mit einem Ring, wie Thymin, Uracil und Cytosin. Thymin kommt nur in DNA vor, während Uracil nur in RNA vorkommt. Ein in der Base vorhandener Stickstoff ist über eine N-glykosidische Bindung mit dem Zuckermolekül verbunden. Die anderen Formen von Stickstoff erzeugen die Wasserstoffbrückenbindungen, die es Nukleinsäuren ermöglichen, komplementäre Basenpaare zu bilden.
