Nukleotīdi ir molekulas, kas veido būtisku RNS un DNS daļu, padarot tās svarīgas ikvienam dzīvam organismam uz Zemes. Šīs īpašās molekulas ir iesaistītas arī enzīmu reakcijās organismā, ķīmiskās enerģijas ražošanā un šūnu signalizācijā. Vairāki pētnieki strādā ar nukleotīdiem, identificējot dažādus veidus un to funkcijas, kā arī pētot to ķīmisko struktūru.
Trīs atsevišķas molekulas apvienojas, veidojot nukleotīdu. Pirmā ir bāze, kas var būt purīna vai pirimidīna savienojums. Bāze pievienojas pentozes cukuram, cukuram, kurā ir pieci oglekļa atomi, lai izveidotu nukleozīdu. Nukleozīds savukārt savienojas ar fosfātu grupu, veidojot nukleotīdu. RNS gadījumā cukurs ir ribozes cukurs, veidojot ribonukleotīdu, un DNS cukurs ir dezoksiribozes cukurs, veidojot dezoksiribonukleotīdu.
Kad nukleotīdi savienojas kopā, tie veido nukleīnskābi, polimēru. DNS un RNS ķīmiskās saites veido garas nukleīnskābju ķēdes, kas ir savienotas slavenā kāpnēm līdzīgā formā. Katra nukleotīda ķīmiskā struktūra nosaka, ar kuru nukleotīdu tas var saistīties pa kāpnēm, kas ir svarīga iezīme, kas nosaka, kā var savākt DNS un RNS. Katrs nukleotīdu kopums, kas veido kāpņu pakāpienu, ir pazīstams kā bāzes pāris, un atsevišķa organisma ģenētiskajā kodā var būt miljardiem bāzu pāru.
Nukleotīdi kopā ar aminoskābēm dažkārt tiek saukti par dzīvības celtniecības blokiem, jo tie nodrošina ģenētiskā koda pamatu. DNS formā nukleīnskābes spēj iziet procesu, kas pazīstams kā transkripcija, lai izveidotu RNS kopiju, un RNS kopija vada dažādu proteīnu ražošanu organismā. Šīs olbaltumvielas ir iesaistītas ikdienas bioķīmiskajos procesos, kā arī organisma pamatstruktūrā, un gēni proteīnu ražošanai aktivizējas, tiklīdz olšūna kļūst apaugļota un šūnas sāk dalīties.
Pētījumi par nukleotīdiem ir saistīti ar dažādu organismā esošo nukleotīdu identificēšanu un to darbību, kā arī nukleotīdu variāciju aplūkošanu, ko var saistīt ar patoloģijām un dažādām dabas parādībām. Piemēram, kļūdas nukleotīdu ražošanā var izraisīt ģenētiskas mutācijas, ko izraisa DNS kopēšanas traucējumi, kas izraisa dažādu ģenētiskā koda apgabalu bojājumus. Daudzi pētnieki izmanto sarežģītas datormodelēšanas sistēmas, lai izveidotu modeļus nukleotīdiem, ar kuriem viņi strādā.