Nukleotidi so molekule, ki tvorijo kritični del RNA in DNK, zaradi česar so pomembne za vsak živi organizem na Zemlji. Te posebne molekule so vključene tudi v encimske reakcije v telesu, proizvodnjo kemične energije in celično signalizacijo. Številni raziskovalci delajo z nukleotidi, identificirajo različne vrste in njihove funkcije ter preučujejo njihovo kemično strukturo.
Tri ločene molekule se združijo, da tvorijo nukleotid. Prva je baza, ki je lahko purinska ali pirimidinska spojina. Osnova se veže na pentozni sladkor, sladkor, ki ima pet ogljikovih atomov, da ustvari nukleozid. Nukleozid se nato združi s fosfatno skupino in ustvari nukleotid. V primeru RNA je sladkor ribozni sladkor, ki ustvarja ribonukleotid, v DNK pa je sladkor deoksiribozni sladkor, ki ustvarja deoksiribonukleotid.
Ko se nukleotidi povežejo, tvorijo nukleinsko kislino, polimer. V DNK in RNA kemične vezi ustvarjajo dolge verige nukleinskih kislin, ki so združene v znameniti lestvi podobni obliki. Kemična struktura vsakega nukleotida določa, na kateri nukleotid se lahko veže po lestvici, kar je pomembna lastnost, ki določa, kako se lahko sestavita DNK in RNA. Vsak niz nukleotidov, ki sestavljajo stopničko na lestvici, je znan kot bazni par, posamezni organizem pa ima lahko na milijarde baznih parov v svoji genetski kodi.
Nukleotide skupaj z aminokislinami včasih imenujemo gradniki življenja, ker predstavljajo osnovo genetske kode. V obliki DNK so nukleinske kisline sposobne opraviti proces, znan kot transkripcija, da ustvarijo kopijo RNA, kopija RNA pa usmerja proizvodnjo različnih beljakovin v telesu. Te beljakovine so vključene v vsakodnevne biokemične procese in tudi v osnovno strukturo organizma, pri čemer se geni za proizvodnjo beljakovin aktivirajo takoj, ko se jajčece oplodi in celice se začnejo deliti.
Raziskave nukleotidov se ukvarjajo z identifikacijo različnih nukleotidov, ki so prisotni v telesu in kaj počnejo, ter s preučevanjem variacij nukleotidov, ki jih je mogoče povezati s patologijami in različnimi naravnimi pojavi. Na primer, napake pri proizvodnji nukleotidov lahko privedejo do genetskih mutacij, ki jih povzročijo motnje pri kopiranju DNK, kar povzroči poškodbe različnih področij genetske kode. Mnogi raziskovalci uporabljajo sofisticirane sisteme računalniškega modeliranja za izdelavo modelov nukleotidov, s katerimi delajo.