Un nucleótido consta de tres componentes: una base nitrogenada, que puede ser púrica —adenina o guanina— o pirimidínica —citosina, timina o uracilo—; una pentosa, que es la ribosa en los ribonucleótidos y la desoxirribosa en los desoxirribonucleótidos; y una o varias moléculas de ácido fosfórico.
Entre ellos se establecen dos tipos de enlace. El primero es el enlace N-glucosídico, que une el carbono
de la pentosa con el nitrógeno
de la base si es púrica, o con el nitrógeno
si es pirimidínica, con pérdida de una molécula de agua; el compuesto resultante, base más pentosa, es un nucleósido.
El segundo es el enlace éster o fosfoéster, que une el ácido fosfórico con el grupo hidroxilo del carbono
de la pentosa, también con pérdida de agua. Al añadirse el fosfato, el nucleósido pasa a ser nucleótido.
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La pentosa es la desoxirribosa, sin hidroxilo en el carbono | La pentosa es la ribosa, con hidroxilo en el carbono
Las bases son adenina, guanina, citosina y timina | Las bases son adenina, guanina, citosina y uracilo |
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La ausencia del hidroxilo en
no es un detalle menor: hace al ADN químicamente mucho más estable que el ARN, lo que resulta coherente con su papel de archivo permanente de la información frente al carácter transitorio del ARN.
Los une el enlace fosfodiéster.
Se produce entre el grupo fosfato unido al carbono
de un nucleótido y el grupo hidroxilo libre del carbono
de la pentosa del nucleótido anterior, con pérdida de una molécula de agua. El fosfato queda así esterificado por dos de sus grupos ácidos, uno con cada pentosa, y de ahí el nombre de diéster.
La consecuencia es que la cadena resultante tiene un esqueleto regular de pentosas y fosfatos alternados, del que sobresalen las bases, y que además está polarizada: en un extremo queda un fosfato libre sobre el carbono
y en el otro un hidroxilo libre sobre el
. Por eso las secuencias se escriben siempre en sentido
, que es el único sentido en el que las polimerasas pueden hacerlas crecer.