De fem basene er adenin, guanin, cytosin, timin og uracil, som har symbolene henholdsvis A, G, C, T og U. Navnet på basen brukes vanligvis som navnet på nukleotidet, selv om dette teknisk sett er feil. Basene kombineres med sukkeret for å lage nukleotidene adenosin, guanosin, cytidin, tymidin og uridin.
Nukleotider er navngitt basert på antall fosfatrester de inneholder. For eksempel vil et nukleotid som har en adeninbase og tre fosfatrester bli kalt adenosintrifosfat (ATP). Hvis nukleotidet har to fosfater, ville det være adenosindifosfat (ADP). Hvis det er et enkelt fosfat, er nukleotidet adenosinmonofosfat (AMP).
Selv om de fleste bare lærer de fem hovedtyper av nukleotider, er det andre, inkludert for eksempel sykliske nukleotider (f.eks. 3'-5'-syklisk GMP og syklisk AMP.) Basene kan også metyleres for å danne forskjellige molekyler.
Både DNA og RNA bruker fire baser, men de bruker ikke alle de samme. DNA bruker adenin, tymin, guanin og cytosin, mens RNA bruker adenin, guanin og cytosin, men har uracil i stedet for tymin. Helixen av molekylene dannes når to komplementære baser danner hydrogenbindinger med hverandre. Adenin binder seg med thymin (A-T) i DNA og med uracil i RNA (A-U). Guanin og cytosin utfyller hverandre (G-C).
Å danne en nukleotid, en base kobles til det første eller primære karbonet av ribose eller deoxyribose. Antallet 5 karbon i sukkeret kobles til oksygenet til fosfatgruppen. I DNA- eller RNA-molekyler danner et fosfat fra ett nukleotid en fosfodiesterbinding med nummer 3 karbon i neste nukleotidsukker.
Den kjemiske formelen til adenin er C5H5N5. Adenin (A) binder seg til tymin (T) eller uracil (U). Det er en viktig base fordi den ikke bare brukes i DNA og RNA, men også for energibæreren molekyl ATP, kofaktor flavin adenindinukleotid og kofaktor nikotinamid adenin dinucleotide (NAD).
Selv om folk har en tendens til å referere til nukleotidene med navnene på basene sine, er ikke adenin og adenosin de samme tingene. Adenin er navnet på purinbasen. Adenosin er det større nukleotidmolekylet som består av adenin, ribose eller deoksyribose, og en eller flere fosfatgrupper.
Den kjemiske formelen til puringuaninen er C5H5N5O. Guanin (G) binder seg bare til cytosin (C), både i DNA og RNA.
Cytosin kan spontant endre seg til uracil. Hvis mutasjonen ikke blir reparert, kan dette etterlate en uracilrest i DNA.
Uracil er en svak syre som har den kjemiske formelen C4H4N2O2. Uracil (U) finnes i RNA, der det binder seg med adenin (A). Uracil er den demetylerte formen av basetymin. Molekylet resirkulerer seg selv gjennom et sett fosforibosyltransferasereaksjoner.