核苷酸由核苷和无机磷酸基团组成。
一、核苷
实为一种戊糖苷，由碱基与D-核糖或D-脱氧核糖通过β-N糖苷键连接而成。
糖苷键由戊糖的异头体C原子与嘧啶碱基的N1或嘌呤碱基的N9形成，都以呋喃型环状结构存在。
【呋喃环上各原子编号较’，避免与碱基环上混合】
1.核苷的构象
碱基在糖苷键上的旋转受到空间位阻的限制，所以有2种构象【顺式和反式】
顺式的碱基和戊糖在同一个方向。
嘧啶核苷的构象通常为反式，嘌呤可采取2种。但在DNA或RNA中，嘌呤核苷主要以反式构象存在。
2.常见的核苷
腺苷，尿苷，鸟苷，胞苷。脱氧腺苷，脱氧鸟苷，脱氧胞苷，脱氧胸苷。
3.修饰核苷
主要指修饰碱基与戊糖组成的核苷，也包括核糖环被修饰的核苷和少数不是以N-糖苷键相连的核苷【例如假尿苷中，尿嘧啶碱基和核糖以C-C键相连】
性质：
（1）水溶性比自由碱基高，与核糖基的高度亲水性有关
（2）与糖苷一样，核苷在碱性条件下稳定。嘧啶核苷还能抵抗酸水解，但嘌呤核苷容易发生酸水解
二、碱基
含N原子的嘌呤或嘧啶的衍生物。
嘧啶：一种6元的方向杂环，平面结构
嘌呤：6元的嘧啶环与5元的咪挫环融合而成，不完全在一个平面【嘧啶环和咪挫环之间有小的弯曲】
常见碱基：A U G C T
T即是5-甲基尿嘧啶
注意：有时DNA分子中会有少量的U，某些RNS分子还会有少量的T(如tRNA)。
碱基的性质：
①水溶性差
②互变异构。酮式-烯醇式或氨基式-亚氨基式的互变异构，但体内主要是更稳定的酮式
③酸碱解离
④强烈的紫外吸收。最大吸收值在260nm左右
三、修饰碱基
有上百种，多为5种常见碱基的修饰产物或代谢产物：
5-甲基胞嘧啶，5-羟甲基胞嘧啶，次黄嘌呤，黄嘌呤，尿酸，二氢尿嘧啶
【其中，5-甲基胞嘧啶最为重要，若出现在真核生物的基因组DNA上，可抑制特定基因的表达】
嘌呤碱基：茶叶中的有效成分【茶碱】，咖啡中的有效成分【咖啡因】，能在体内加强肾上腺素的作用，具有兴奋之效。
四、核苷酸
核苷的戊糖羟基发生磷酸化反应形成的磷酸酯。
1.构象
有一定的柔性。
（1）分子上C-O-P内的单键可以旋转
（2）一个核苷酸有7个扭角
（3）N糖苷键有顺式和反式
2.功能
（1）核酸合成的前体
（2）充当能量货币
①通用能量货币ATP
②糖原合成时需要UTP
③磷脂合成时需要CTP
④蛋白质合成时需要GTP
（3）参与信号转导
（4）作为其他物质的前体或辅酶/辅基的成分，ADP是辅酶Ⅰ和辅酶Ⅱ的组分
（5）转变成一些特殊的活化中间物。UDP-葡萄糖参与糖原的合成；CDP=乙醇胺参与磷脂酰乙醇胺的合成；S-腺苷甲硫氨酸作为甲基供体，参与DNA和RNA的甲基化修饰。
（6）作为某些酶的别构效应物参与代谢的调节。ATP作为磷酸果糖激酶-1的负别构效应物抑制糖酵解；AMP作为糖原磷酸化酶的正别构效应物激活糖原的分解
五、环核苷酸
在特定条件下，受环化酶催化，在细胞内作第二信使。
如cAMP,cGMP。
cAMP既可在细菌体内作为一种第二信使，激活多种与糖类分解代谢有关的基因表达，也可作为多种激素的第二信使
