Cele cinci baze sunt adenina, guanina, citozina, timina și uracilul, care au simbolurile A, G, C, T și U. Numele bazei este utilizat în general ca denumire a nucleotidei, deși acest lucru este incorect din punct de vedere tehnic. Bazele se combină cu zahărul pentru a face nucleotide adenozina, guanozina, citidina, timidina și uridina.
Nucleotidele sunt denumite pe baza numărului de reziduuri de fosfați pe care le conțin. De exemplu, un nucleotid care are o bază de adenină și trei reziduuri de fosfat ar fi numit adenosină trifosfat (ATP). Dacă nucleotida are doi fosfați, ar fi adenozina difosfat (ADP). Dacă există un singur fosfat, nucleotida este adenozina monofosfat (AMP).
Deși majoritatea oamenilor învață doar cele cinci tipuri principale de nucleotide, există și altele, inclusiv, de exemplu, nucleotide ciclice (de exemplu, GMP 3'-5'-ciclic și AMP ciclic.) Bazele pot fi, de asemenea, metilate pentru a forma diferite molecule.
Ambii DNA și ARN folosiți patru baze, dar nu le folosesc pe toate aceleași. ADN-ul folosește adenină, timină, guanină și citozină, în timp ce ARN folosește adenină, guanină și citozină, dar are uracil în loc de timină. Helixul moleculelor se formează atunci când două baze complementare formează legături de hidrogen între ele. Adenina se leagă cu timina (A-T) în ADN și cu uracilul în ARN (A-U). Guanina și citosina se completează reciproc (G-C).
Pentru a forma o nucleotid, o bază se conectează la primul sau principalul carbon al ribozei sau al dezoxiribozei. Carbonul numărul 5 al zahărului se conectează la oxigenul grupei fosfați. În moleculele de ADN sau ARN, un fosfat dintr-un nucleotid formează o legătură fosfodiester cu carbonul numărul 3 din următorul zahăr nucleotidic.
Formula chimică a adeninei este C5H5N5. Adenina (A) se leagă de timină (T) sau uracil (U). Este o bază importantă pentru că este folosită nu numai în ADN și ARN, ci și pentru purtătorul de energie molecula ATP, cofactorul flavin adenină dinucleotidă și cofactorul nicotinamidă adenina dinucleotidă (NAD).
Deși oamenii tind să se refere la nucleotide după numele bazelor lor, adenina și adenozina nu sunt aceleași lucruri. Adenina este numele bazei purinei. Adenozina este molecula mai mare de nucleotide formată din adenină, riboză sau dezoxiriboză și una sau mai multe grupări de fosfați.
Formula chimică a guaninei purine este C5H5N5O. Guanina (G) se leagă numai de citozină (C), atât în ADN cât și în ARN.
Citozina se poate schimba spontan în uracil. Dacă mutația nu este reparată, aceasta poate lăsa un reziduu de uracil în ADN.
Uracil este un acid slab care are formula chimică C4H4N2O2. Uracil (U) se găsește în ARN, unde se leagă cu adenina (A). Uracil este forma demetilată a timinei de bază. Molecula se reciclează prin intermediul unui set de reacții fosforibosiltransferază.