Nucleotidele sunt molecule care formează o parte critică a ARN-ului și ADN-ului, ceea ce le face importante pentru fiecare organism viu de pe Pământ. Aceste molecule speciale sunt, de asemenea, implicate în reacțiile enzimatice din organism, producția de energie chimică și semnalizarea celulară. O serie de cercetători lucrează cu nucleotide, identificând diferite tipuri și funcțiile acestora și studiind structura lor chimică.
Trei molecule separate se reunesc pentru a forma o nucleotidă. Prima este o bază care poate fi o purină sau un compus pirimidinic. Baza se atașează la un zahăr pentoză, un zahăr care are cinci atomi de carbon, pentru a crea o nucleozidă. Nucleozida se unește la rândul său cu o grupare fosfat, creând o nucleotidă. În cazul ARN, zahărul este un zahăr riboză, creând o ribonucleotidă, iar în ADN, zahărul este un zahăr dezoxiriboză, creând o dezoxiribonucleotidă.
Când nucleotidele se leagă între ele, ele formează acid nucleic, un polimer. În ADN și ARN, legăturile chimice creează lanțuri lungi de acizi nucleici care sunt uniți într-o formă faimoasă asemănătoare scării. Structura chimică a fiecărei nucleotide determină la ce nucleotidă se poate lega pe scară, o trăsătură importantă care determină modul în care pot fi asamblate ADN-ul și ARN-ul. Fiecare set de nucleotide care formează o treaptă în scară este cunoscut ca o pereche de baze, iar un organism individual poate avea miliarde de perechi de baze în codul său genetic.
Nucleotidele, împreună cu aminoacizii, sunt uneori denumite blocurile de construcție ale vieții, deoarece ele oferă baza codului genetic. Sub formă de ADN, acizii nucleici sunt capabili să treacă printr-un proces cunoscut sub numele de transcripție pentru a crea o copie ARN, iar copia ARN dirijează producția de diferite proteine de către organism. Aceste proteine sunt implicate în procesele biochimice zilnice și, de asemenea, în structura de bază a unui organism, genele care produc proteine activând de îndată ce un ovul este fertilizat și celulele încep să se divizeze.
Cercetarea asupra nucleotidelor se ocupă de identificarea diferitelor nucleotide prezente în organism și de ceea ce fac acestea și de a analiza variațiile nucleotidelor care pot fi legate de patologii și diferite fenomene naturale. De exemplu, erorile în producerea de nucleotide pot duce la mutații genetice, cauzate de interferența în copierea ADN-ului care are ca rezultat deteriorarea diferitelor zone ale codului genetic. Mulți cercetători folosesc sisteme sofisticate de modelare computerizată pentru a realiza modele ale nucleotidelor cu care lucrează.