Nukleotidit ovat molekyylejä, jotka muodostavat kriittisen osan RNA: sta ja DNA: sta, mikä tekee niistä tärkeitä kaikille maapallon eläville organismeille. Nämä erityismolekyylit osallistuvat myös kehon entsyymireaktioihin, kemiallisen energian tuotantoon ja solujen signalointiin. Useat tutkijat työskentelevät nukleotidien kanssa, tunnistavat erilaisia tyyppejä ja niiden toimintoja sekä tutkivat niiden kemiallista rakennetta.
Kolme erillistä molekyyliä kokoontuu muodostamaan nukleotidin. Ensimmäinen on emäs, joka voi olla puriini- tai pyrimidiiniyhdiste. Emäs kiinnittyy pentoosisokeriin, sokeriin, jossa on viisi hiiliatomia, muodostaen nukleosidin. Nukleosidi puolestaan liittyy fosfaattiryhmään muodostaen nukleotidin. RNA: n tapauksessa sokeri on riboosisokeri, joka luo ribonukleotidin, ja DNA: ssa sokeri on deoksiriboosisokeri, joka muodostaa deoksiribonukleotidin.
Kun nukleotidit liittyvät toisiinsa, ne muodostavat nukleiinihapon, polymeerin. DNA: ssa ja RNA: ssa kemialliset sidokset luovat pitkiä nukleiinihappoketjuja, jotka on liitetty kuuluisaan tikkaatomaiseen muotoon. Kunkin nukleotidin kemiallinen rakenne määrittää, mihin nukleotidiin se voi sitoutua tikkaita pitkin, mikä on tärkeä ominaisuus, joka määrittää, miten DNA ja RNA voidaan koota. Jokainen tikkaiden askelman muodostava nukleotidisarja tunnetaan emäsparina, ja yksittäisellä organismilla voi olla miljardeja emäspareja geneettisessä koodissaan.
Nukleotideja yhdessä aminohappojen kanssa kutsutaan joskus elämän rakennuspalikoiksi, koska ne muodostavat geneettisen koodin perustan. DNA: n muodossa nukleiinihapot pystyvät käymään läpi prosessin, joka tunnetaan transkriptiona RNA -kopion luomiseksi, ja RNA -kopio ohjaa kehon eri proteiinien tuotantoa. Nämä proteiinit osallistuvat päivittäisiin biokemiallisiin prosesseihin ja myös organismin taustalla olevaan rakenteeseen, ja geenit tuottavat proteiineja, jotka aktivoituvat heti, kun muna hedelmöittyy ja solut alkavat jakautua.
Nukleotiditutkimuksen tarkoituksena on tunnistaa kehossa olevat eri nukleotidit ja niiden toiminta sekä tarkastella nukleotidivaihteluita, jotka voivat liittyä patologioihin ja erilaisiin luonnonilmiöihin. Esimerkiksi nukleotidituotannon virheet voivat johtaa geneettisiin mutaatioihin, jotka johtuvat häiriöstä DNA: n kopioinnissa, mikä johtaa vaurioihin geneettisen koodin eri alueilla. Monet tutkijat käyttävät kehittyneitä tietokonemallinnusjärjestelmiä mallien tekemiseen nukleotideista, joiden kanssa he työskentelevät.