核苷酸由核苷和無機磷酸基團組成。
一、核苷
實為一種戊糖苷，由堿基與D-核糖或D-脫氧核糖通過β-N糖苷鍵連接而成。
糖苷鍵由戊糖的異頭體C原子與嘧啶堿基的N1或嘌呤堿基的N9形成，都以呋喃型環(huán)狀結(jié)構(gòu)存在。
【呋喃環(huán)上各原子編號較’，避免與堿基環(huán)上混合】
1.核苷的構(gòu)象
堿基在糖苷鍵上的旋轉(zhuǎn)受到空間位阻的限制，所以有2種構(gòu)象【順式和反式】
順式的堿基和戊糖在同一個方向。
嘧啶核苷的構(gòu)象通常為反式，嘌呤可采取2種。但在DNA或RNA中，嘌呤核苷主要以反式構(gòu)象存在。
2.常見的核苷
腺苷，尿苷，鳥苷，胞苷。脫氧腺苷，脫氧鳥苷，脫氧胞苷，脫氧胸苷。
3.修飾核苷
主要指修飾堿基與戊糖組成的核苷，也包括核糖環(huán)被修飾的核苷和少數(shù)不是以N-糖苷鍵相連的核苷【例如假尿苷中，尿嘧啶堿基和核糖以C-C鍵相連】
性質(zhì)：
（1）水溶性比自由堿基高，與核糖基的高度親水性有關(guān)
（2）與糖苷一樣，核苷在堿性條件下穩(wěn)定。嘧啶核苷還能抵抗酸水解，但嘌呤核苷容易發(fā)生酸水解
二、堿基
含N原子的嘌呤或嘧啶的衍生物。
嘧啶：一種6元的方向雜環(huán)，平面結(jié)構(gòu)
嘌呤：6元的嘧啶環(huán)與5元的咪挫環(huán)融合而成，不完全在一個平面【嘧啶環(huán)和咪挫環(huán)之間有小的彎曲】
常見堿基：A U G C T
T即是5-甲基尿嘧啶
注意：有時DNA分子中會有少量的U，某些RNS分子還會有少量的T(如tRNA)。
堿基的性質(zhì)：
①水溶性差
②互變異構(gòu)。酮式-烯醇式或氨基式-亞氨基式的互變異構(gòu)，但體內(nèi)主要是更穩(wěn)定的酮式
③酸堿解離
④強烈的紫外吸收。最大吸收值在260nm左右
三、修飾堿基
有上百種，多為5種常見堿基的修飾產(chǎn)物或代謝產(chǎn)物：
5-甲基胞嘧啶，5-羥甲基胞嘧啶，次黃嘌呤，黃嘌呤，尿酸，二氫尿嘧啶
【其中，5-甲基胞嘧啶最為重要，若出現(xiàn)在真核生物的基因組DNA上，可抑制特定基因的表達】
嘌呤堿基：茶葉中的有效成分【茶堿】，咖啡中的有效成分【咖啡因】，能在體內(nèi)加強腎上腺素的作用，具有興奮之效。
四、核苷酸
核苷的戊糖羥基發(fā)生磷酸化反應(yīng)形成的磷酸酯。
1.構(gòu)象
有一定的柔性。
（1）分子上C-O-P內(nèi)的單鍵可以旋轉(zhuǎn)
（2）一個核苷酸有7個扭角
（3）N糖苷鍵有順式和反式
2.功能
（1）核酸合成的前體
（2）充當能量貨幣
①通用能量貨幣ATP
②糖原合成時需要UTP
③磷脂合成時需要CTP
④蛋白質(zhì)合成時需要GTP
（3）參與信號轉(zhuǎn)導
（4）作為其他物質(zhì)的前體或輔酶/輔基的成分，ADP是輔酶Ⅰ和輔酶Ⅱ的組分
（5）轉(zhuǎn)變成一些特殊的活化中間物。UDP-葡萄糖參與糖原的合成；CDP=乙醇胺參與磷脂酰乙醇胺的合成；S-腺苷甲硫氨酸作為甲基供體，參與DNA和RNA的甲基化修飾。
（6）作為某些酶的別構(gòu)效應(yīng)物參與代謝的調(diào)節(jié)。ATP作為磷酸果糖激酶-1的負別構(gòu)效應(yīng)物抑制糖酵解；AMP作為糖原磷酸化酶的正別構(gòu)效應(yīng)物激活糖原的分解
五、環(huán)核苷酸
在特定條件下，受環(huán)化酶催化，在細胞內(nèi)作第二信使。
如cAMP,cGMP。
cAMP既可在細菌體內(nèi)作為一種第二信使，激活多種與糖類分解代謝有關(guān)的基因表達，也可作為多種激素的第二信使
