Stickstoffbasen sind die Klasse biologischer Moleküle, zu denen Guanin, Adenin, Cytosin und Thymin gehören. Diese stickstoffhaltigen Basen verbinden sich mit einem aus fünf Kohlenstoffatomen bestehenden Zucker und einer Phosphatgruppe zu Nukleinsäuren wie DNA und RNA.
Guanin und Adenin gehören zu den Purinen, während Thymin und Cytosin Pyrimidine sind. Ein wesentlicher Unterschied zwischen den beiden Arten stickstoffhaltiger Basen ist ihre Ringstruktur: Purine haben zwei Ringe, während Pyrimidine einen einzelnen Ring haben.
Stickstoffbasen bilden die Sprossen der DNA-Leiterstruktur. Die Basenpaarungsregeln von Chargaff schreiben vor, dass zwei Basen miteinander paaren – ein Purin zu einem Pyrimidin. In der DNA paart sich Adenin normalerweise mit Thymin und Cytosin verbindet sich mit Guanin. Zwei Purine können sich nicht verbinden, weil die resultierende Sprosse zu lang wäre; ebenso können sich zwei Pyrimidine nicht paaren, weil die Sprosse dann zu kurz wäre. Ein Purin und Pyrimidin paaren sich als Ergebnis von Wasserstoffbrücken. Beim Menschen sind die relativen Anteile von Adenin und Thymin größer als die von Cytosin und Guanin; diese Proportionen gelten auch für viele Eukaryoten.
DNA hat Untereinheiten, die Nukleotide genannt werden. Jedes Nukleotid besteht aus einer Phosphatgruppe, dem Zucker Desoxyribose und einer stickstoffhaltigen Base. Abwechselnd kovalent gebundene Zucker- und Phosphatmoleküle bilden das Rückgrat der DNA-Doppelhelix. Ein Nukleosid besteht nur aus dem Zuckeranteil, der an eine stickstoffhaltige Base gebunden ist.
