Leven op aarde bestaat alleen dankzij een klasse organische verbindingen die nucleïnezuren worden genoemd. Deze classificatie van verbindingen bestaat uit polymeren opgebouwd uit nucleotiden. Tot de bekendste nucleïnezuren behoren DNA (deoxyribonucleïnezuur) en RNA (ribonucleïnezuur). DNA zorgt voor de blauwdruk van het leven in levende cellen, terwijl RNA de vertaling mogelijk maakt van de genetische code in eiwitten, die de cellulaire componenten van het leven vormen. Elk nucleotide in een nucleïnezuur bestaat uit een suikermolecule (ribose in RNA en deoxyribose in DNA) tot een stikstofbase en een fosfaatgroep. De fosfaatgroepen laten de nucleotiden aan elkaar koppelen, waardoor de suiker-fosfaat ruggengraat van het nucleïnezuur ontstaat, terwijl de stikstofbasen de letters van het genetische alfabet vormen. Deze componenten van nucleïnezuren zijn opgebouwd uit vijf elementen: koolstof, waterstof, zuurstof, stikstof en fosfor.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

In veel opzichten het leven op aarde vereist verbindingen die nucleïnezuren worden genoemd, complexe opstellingen van koolstof, waterstof, zuurstof, stikstof en fosfor die fungeren als de blauwe afdrukken en blauwe printlezers van de genetica van organismen.
Koolstofmoleculen

Als een organisch molecuul fungeert koolstof als een sleutelelement van nucleïnezuren. Koolstofatomen verschijnen in de suiker van het nucleïnezuurskelet en de stikstofbasen.
Zuurstofmoleculen

Zuurstofatomen verschijnen in de stikstofbasen, suiker en fosfaten van de nucleotiden. Een belangrijk verschil tussen DNA en RNA ligt in de structuur van hun respectieve suikers. Gehecht aan de koolstof-zuurstofringstructuur van ribose liggen vier hydroxyl (OH) groepen. In deoxyribose vervangt één waterstof één hydroxylgroep. Dit verschil in een zuurstofatoom leidt tot de term "deoxy" in deoxyribose.
Waterstofmoleculen

Waterstofatomen liggen vast aan koolstof- en zuurstofatomen in de suiker- en stikstofbasen van nucleïnezuren. De polaire bindingen gecreëerd door waterstof-stikstofbindingen in de stikstofbasen maken het mogelijk waterstofbindingen te vormen tussen strengen van nucleïnezuren, wat resulteert in de vorming van dubbelstrengs DNA, waar twee strengen van DNA samen worden gehouden door de waterstofbindingen van de basis paren. In DNA zijn deze basenparen in lijn met adenine tot thymine en guanine tot cytosine. Deze baseparing speelt een belangrijke rol bij zowel de replicatie als de translatie van het DNA.
Stikstofmoleculen

De stikstofhoudende basen van nucleïnezuren verschijnen als pyrimidines en purines. Pyrimidines, structuren met een enkele ring met stikstof die zich op de eerste en derde positie van de ring bevinden, omvatten cytosine en thymine, in het geval van DNA. Uracil-substituten voor thymine in RNA. Purines hebben een dubbele-ringstructuur, waarin een pyrimidinering samengaat met een tweede ring bij de vierde en vijfde koolstofatomen met een ring die bekend staat als een imidazoolring. Deze tweede ring bevat extra stikstofatomen op de zevende en negende positie. Adenine en guanine zijn de purinebasen gevonden in DNA. Adenine, cytosine en guanine hebben een extra aminogroep (die stikstof bevat) gehecht aan de ringstructuur. Deze aangehechte aminogroepen zijn betrokken bij de waterstofbindingen gevormd tussen basenparen van verschillende nucleïnezuurstrengen.
fosformoleculen

Aan elke suiker is een fosfaatgroep samengesteld uit fosfor en zuurstof. Met dit fosfaat kunnen de suikermoleculen van verschillende nucleotiden aan elkaar worden gekoppeld in een polymeerketen.