Det nukleinsyrer er afgørende biopolymerer findes i alle levende ting, hvor de fungerer til at kode, overføre og udtrykke gener. Disse store molekyler kaldes nucleinsyrer, fordi de først blev identificeret inde i cellekernermen de findes dog også i mitokondrier og kloroplaster samt bakterier og vira. De to vigtigste nukleinsyrer er deoxyribonucleinsyre (DNA) og ribonukleinsyre (RNA).
DNA er et dobbeltstrenget molekyle organiseret i kromosom, der findes i cellens kerne, hvor det koder for en genetisk genetisk information. Når en celle deler sig, overføres en kopi af denne genetiske kode til den nye celle. Kopiering af den genetiske kode kaldes replikation.
RNA er et enkeltstrenget molekyle, der kan komplementere eller "matche" til DNA. En type RNA kaldet messenger RNA eller mRNA læser DNA og fremstiller en kopi af det gennem en proces kaldet transkription. mRNA bærer denne kopi fra kernen til ribosomer i cytoplasmaet, hvor overførsel RNA eller tRNA hjælper med at matche aminosyrer til koden, hvilket til sidst danner proteiner gennem en proces kaldet oversættelse.
Baserne og sukkeret er forskellige for DNA og RNA, men alle nukleotider kobles sammen ved hjælp af den samme mekanisme. Sukkerets primære eller første kulstof kobles til basen. Antallet af kulstof i sukkeret binder til phosphatgruppen. Når nukleotider binder til hinanden til dannelse af DNA eller RNA, binder fosfatet fra et af nukleotiderne sig til 3-carbon af sukkeret i det andet nukleotid og danner det, der kaldes nukleins sukker-fosfat rygrad syre. Forbindelsen mellem nukleotiderne kaldes en phosphodiesterbinding.
Både DNA og RNA fremstilles ved anvendelse af baser, et pentosesukker og fosfatgrupper, men de nitrogenholdige baser og sukkeret er ikke ens i de to makromolekyler.
DNA fremstilles ved anvendelse af baserne adenin, thymin, guanin og cytosin. Baserne binder til hinanden på en meget specifik måde. Adenin- og thyminbinding (A-T), mens cytosin- og guaninbinding (G-C). Pentosesukkeret er 2'-deoxyribose.
RNA fremstilles ved anvendelse af baserne adenin, uracil, guanin og cytosin. Basispar dannes på samme måde undtagen adeninforbindelse til uracil (A-U) med guaninbinding med cytosin (G-C). Sukkeret er ribose. En nem måde at huske hvilke baser, der parrer sig med hinanden, er at se på bogstavernes form. C og G er begge buede bogstaver i alfabetet. A og T er begge bogstaver lavet af krydsende lige linjer. Du kan huske, at U svarer til T, hvis du husker, at U følger T, når du citerer alfabetet.
Adenin, guanin og thymin kaldes purinbaser. Det er bicykliske molekyler, hvilket betyder, at de består af to ringe. Cytosin og thymin kaldes pyrimidin-baserne. En pyrimidinbase består af en enkelt ring eller heterocyklisk amin.
Mens de blev opdaget i eukaryoter, indså forskere over tid, at en celle ikke behøver at have en kerne for at have nucleinsyrer. Alle ægte celler (f.eks. Fra planter, dyr, svampe) indeholder både DNA og RNA. Undtagelserne er nogle modne celler, såsom menneskelige røde blodlegemer. En virus har enten DNA eller RNA, men sjældent begge molekyler. Mens det meste DNA er dobbeltstrenget, og det meste RNA er enkeltstrenget, er der undtagelser. Enkeltstrenget DNA og dobbeltstrenget RNA findes i vira. Selv nukleinsyrer med tre og fire tråde er fundet!