As cinco bases são adenina, guanina, citosina, timina e uracil, que possuem os símbolos A, G, C, T e U, respectivamente. O nome da base é geralmente usado como o nome do nucleotídeo, embora isso seja tecnicamente incorreto. As bases combinam-se com o açúcar para formar os nucleotídeos adenosina, guanosina, citidina, timidina e uridina.
Os nucleotídeos são nomeados com base no número de resíduos de fosfato que eles contêm. Por exemplo, um nucleotídeo que possui uma base de adenina e três resíduos de fosfato seria denominado adenosina trifosfato (ATP). Se o nucleotídeo tiver dois fosfatos, seria adenosina difosfato (ADP). Se houver um único fosfato, o nucleotídeo é o adenosina monofosfato (AMP).
Embora a maioria das pessoas aprenda apenas os cinco principais tipos de nucleotídeos, existem outros, incluindo, por exemplo, nucleotídeos cíclicos (por exemplo, GMP 3'-5'-cíclico e AMP cíclico.) As bases também podem ser metiladas para formar diferentes moléculas.
Ambos DNA e RNA use quatro bases, mas elas não usam as mesmas. O DNA usa adenina, timina, guanina e citosina, enquanto o RNA usa adenina, guanina e citosina, mas possui uracil em vez de timina. A hélice das moléculas se forma quando duas bases complementares formam ligações de hidrogênio entre si. A adenina se liga à timina (A-T) no DNA e ao uracil no RNA (A-U). Guanina e citosina se complementam (G-C).
Para formar um nucleotídeo, uma base se conecta ao carbono primário ou primário da ribose ou desoxirribose. O carbono número 5 do açúcar se conecta ao oxigênio do grupo fosfato. Nas moléculas de DNA ou RNA, um fosfato de um nucleotídeo forma uma ligação fosfodiéster com o carbono número 3 no próximo açúcar nucleotídico.
A fórmula química da adenina é C5H5N5. A adenina (A) liga-se à timina (T) ou uracil (U). É uma base importante porque é usada não apenas no DNA e no RNA, mas também para transportar energia molécula ATP, o cofator flavina adenina dinucleotídeo e o cofator nicotinamida adenina dinucleotídeo (NAD).
Embora as pessoas tendam a se referir aos nucleotídeos pelos nomes de suas bases, adenina e adenosina não são a mesma coisa. Adenina é o nome da base de purina. A adenosina é a molécula nucleotídica maior composta de adenina, ribose ou desoxirribose e um ou mais grupos fosfato.
A fórmula química da purina guanina é C5H5N5O. A guanina (G) se liga apenas à citosina (C), tanto no DNA quanto no RNA.
A citosina pode espontaneamente se transformar em uracilo. Se a mutação não for reparada, isso pode deixar um resíduo de uracila no DNA.
Uracil é um ácido fraco que tem a fórmula química C4H4N2O2. Uracil (U) é encontrado no RNA, onde se liga à adenina (A). Uracil é a forma desmetilada da timina base. A molécula se recicla através de um conjunto de reações fosforibosiltransferase.