Le cinque basi sono adenina, guanina, citosina, timina e uracile, che hanno rispettivamente i simboli A, G, C, T e U. Il nome della base viene generalmente utilizzato come nome del nucleotide, sebbene tecnicamente non sia corretto. Le basi si combinano con lo zucchero per formare i nucleotidi adenosina, guanosina, citidina, timidina e uridina.
I nucleotidi sono nominati in base al numero di residui di fosfato che contengono. Ad esempio, un nucleotide che ha una base di adenina e tre residui di fosfato sarebbe chiamato adenosina trifosfato (ATP). Se il nucleotide ha due fosfati, sarebbe adenosina difosfato (ADP). Se esiste un singolo fosfato, il nucleotide è l'adenosina monofosfato (AMP).
Sebbene la maggior parte delle persone apprenda solo i cinque principali tipi di nucleotidi, ce ne sono altri, tra cui, ad esempio, nucleotidi ciclici (ad es. 3'-5'-ciclico GMP e ciclico AMP.) Le basi possono anche essere metilate per formare differenti molecole.
Tutti e due DNA e RNA usano quattro basi, ma non usano tutte le stesse. Il DNA usa adenina, timina, guanina e citosina, mentre l'RNA usa adenina, guanina e citosina ma ha uracile invece di timina. L'elica delle molecole si forma quando due basi complementari formano legami idrogeno tra loro. L'adenina si lega con la timina (A-T) nel DNA e con l'uracile nell'RNA (A-U). La guanina e la citosina si completano a vicenda (G-C).
Per formare un nucleotide, una base si collega al primo o primario carbonio di ribosio o desossiribosio. Il carbonio numero 5 dello zucchero si collega all'ossigeno del gruppo fosfato. Nelle molecole di DNA o RNA, un fosfato di un nucleotide forma un legame fosfodiestere con il carbonio numero 3 nel successivo zucchero nucleotidico.
La formula chimica dell'adenina è C5H5N5. L'adenina (A) si lega alla timina (T) o all'uracile (U). È una base importante perché è utilizzata non solo nel DNA e nell'RNA, ma anche per il vettore energetico molecola ATP, cofattore flavin adenina dinucleotide e cofattore nicotinamide adenina dinucleotide (NAD).
Sebbene le persone tendano a riferirsi ai nucleotidi con i nomi delle loro basi, l'adenina e l'adenosina non sono le stesse cose. L'adenina è il nome della base purinica. L'adenosina è la molecola nucleotidica più grande composta da adenina, ribosio o desossiribosio e uno o più gruppi fosfato.
La formula chimica della purina guanina è C5H5N5O. La guanina (G) si lega solo alla citosina (C), sia nel DNA che nell'RNA.
La citosina può cambiare spontaneamente in uracile. Se la mutazione non viene riparata, ciò può lasciare un residuo di uracile nel DNA.
Uracil è a acido debole che ha la formula chimica C4H4N2O2. L'uracile (U) si trova nell'RNA, dove si lega all'adenina (A). L'uracile è la forma demetilata della timina base. La molecola si ricicla attraverso una serie di reazioni di fosforibosiltransferasi.