nukleiinhapped on üliolulised biopolümeerid leidub kõigis elusolendites, kus nad kodeerivad, edastavad ja väljendavad geenid. Need suured molekulid nimetatakse nukleiinhapeteks, kuna nad identifitseeriti esmakordselt rakkude tuumkuid neid leidub ka mitokondrid ja kloroplastid samuti bakterid ja viirused. Kaks peamist nukleiinhapet on desoksüribonukleiinhape (DNA) ja ribonukleiinhape (RNA).
DNA on kaheahelaline molekul, mis on jaotatud rakkude tuumas leiduvaks kromosoomiks, kus see kodeerib organismi geneetilist teavet. Kui rakk jaguneb, edastatakse selle geneetilise koodi koopia uuele rakule. Geneetilise koodi kopeerimist kutsutakse replikatsioon.
RNA on üheahelaline molekul, mis võib DNA-d täiendada või "kokku sobitada". Tüüpi RNA, mida nimetatakse Messenger RNA-ks või mRNA-ks, loeb DNA-d ja teeb sellest koopia, kasutades a protsess, mida nimetatakse transkriptsiooniks. mRNA kannab selle koopia tuumast tsütoplasmas ribosoomidesse, kus RNA või tRNA ülekandmine aitab aminohappeid koodiga sobitada, moodustades lõpuks valgud protsess, mida nimetatakse tõlkimiseks.
Alused ja suhkur on DNA ja RNA jaoks erinevad, kuid kõik nukleotiidid ühendavad omavahel, kasutades sama mehhanismi. Suhkru esmane või esimene süsinik seostub alusega. Suhkru number 5 süsinik seondub fosfaatrühmaga. Kui nukleotiidid omavahel seovad, moodustades DNA või RNA, kinnitub ühe nukleotiidi fosfaat 3-süsiniku teise nukleotiidi suhkur, moodustades nukleiinhappe suhkru-fosfaadi selgroo hape. Nukleotiidide vahelist seost nimetatakse fosfodiestersidemeks.
Nii DNA kui ka RNA valmistamiseks kasutatakse aluseid, pentoossuhkrut ja fosfaatrühmi, kuid lämmastikalused ja suhkur pole kahes makromolekulis samad.
DNA valmistamiseks kasutatakse aluseid adeniin, tümiin, guaniin ja tsütosiin. Alused seostuvad üksteisega väga konkreetsel viisil. Adeniini ja tümiini side (A-T), tsütosiini ja guaniini side (G-C). Pentoosisuhkur on 2'-desoksüboos.
RNA valmistamiseks kasutatakse aluseid adeniin, uratsiil, guaniin ja tsütosiin. Aluspaarid moodustavad sama moodi, välja arvatud adeniin liitub uratsiiliga (A-U), guaniin seostub tsütosiiniga (G-C). Suhkur on riboos. Üks lihtne viis meeles pidada, millised aluste paarid omavahel on, on vaadata tähtede kuju. C ja G on mõlemad tähestiku kaardus tähed. A ja T on mõlemad tähed, mis on tehtud ristuvatest sirgetest. Võite meeles pidada, et U vastab T-le, kui tuletate meelde tähe tähestiku lugemisel U-d T-d.
Adeniini, guaniini ja tümiini nimetatakse puriini alusteks. Need on bitsüklilised molekulid, mis tähendab, et need koosnevad kahest ringist. Tsütosiini ja tümiini nimetatakse pürimidiini alusteks. Pürimidiini alused koosnevad ühest tsüklist või heterotsüklilisest amiinist.
Ehkki avastasid need eukarüootides, mõistsid teadlased aja jooksul, et rakul ei pea olema tuuma, et omada nukleiinhappeid. Kõik tõelised rakud (nt taimed, loomad, seened) sisaldavad nii DNA-d kui ka RNA-d. Erandiks on mõned küpsed rakud, näiteks inimese punased verelibled. Viirusel on kas DNA või RNA, kuid harva mõlemad molekulid. Kuigi enamik DNA on kaheahelalised ja enamik RNA on üheahelalised, on ka erandeid. Üheahelaline DNA ja kaheahelaline RNA eksisteerivad viiruses. On leitud isegi kolme ja nelja ahelaga nukleiinhappeid!