Los nucleótidos son moléculas que forman una parte fundamental del ARN y el ADN, lo que los hace importantes para todos los organismos vivos de la Tierra. Estas moléculas especiales también están involucradas en reacciones enzimáticas en el cuerpo, producción de energía química y señalización celular. Varios investigadores trabajan con nucleótidos, identificando diferentes tipos y sus funciones, y estudiando su estructura química.
Tres moléculas separadas se unen para formar un nucleótido. La primera es una base que puede ser un compuesto de purina o pirimidina. La base se adhiere a un azúcar pentosa, un azúcar que tiene cinco átomos de carbono, para crear un nucleósido. El nucleósido, a su vez, se une a un grupo fosfato, creando un nucleótido. En el caso del ARN, el azúcar es un azúcar ribosa, que crea un ribonucleótido, y en el ADN, el azúcar es un azúcar desoxirribosa, que crea un desoxirribonucleótido.
Cuando los nucleótidos se unen, forman un ácido nucleico, un polímero. En el ADN y el ARN, los enlaces químicos crean largas cadenas de ácidos nucleicos que se unen en una famosa forma de escalera. La estructura química de cada nucleótido determina a qué nucleótido puede unirse a través de la escalera, un rasgo importante que determina cómo se pueden ensamblar el ADN y el ARN. Cada conjunto de nucleótidos que forma un peldaño en la escalera se conoce como par de bases, y un organismo individual puede tener miles de millones de pares de bases en su código genético.
Los nucleótidos, junto con los aminoácidos, a veces se denominan los componentes básicos de la vida, porque proporcionan la base del código genético. En forma de ADN, los ácidos nucleicos son capaces de someterse a un proceso conocido como transcripción para crear una copia de ARN, y la copia de ARN dirige la producción de varias proteínas por parte del cuerpo. Estas proteínas están involucradas en los procesos bioquímicos diarios y también en la estructura subyacente de un organismo, y los genes para producir proteínas se activan tan pronto como un óvulo se fertiliza y las células comienzan a dividirse.
La investigación sobre nucleótidos se ocupa de identificar los distintos nucleótidos presentes en el cuerpo y lo que hacen, y de observar variaciones en los nucleótidos que pueden estar relacionados con patologías y diversos fenómenos naturales. Por ejemplo, los errores en la producción de nucleótidos pueden conducir a mutaciones genéticas, causadas por interferencias en la copia del ADN, lo que da lugar a daños en varias áreas del código genético. Muchos investigadores utilizan sofisticados sistemas de modelado por computadora para hacer modelos de los nucleótidos con los que trabajan.