Asam nukleat adalah suatu polimer nukleotida yang berperan dalam penyimpanan dan pemindahan informasi genetik. Asam nukleat dapat dibedakan menjadi dua struktur dasar, yaitu DNA dan RNA. Nukleotida sendiri suatu molekul yang terdiri dari tiga bagian, yaitu:

1.    Cincin purine atai pyrimidine

Adalah basa nitrogen yang terikat pada atom C nomor 1 molekul gula pentosa (ribosa atau deolsi ribosa) melalui ikatan N-Glukosidik.  Basa purine terdiri dari adenine (A) dan guanine (G), sedangkan pyrimidine terdiri dari thymine (T), cytisine (C), dan urasil (U). Perbedaan antara DNA dan RNA yang terkait dengan basa nitrogen adalah pada DNA menggunakan thymine sedangkan pada RNA menggunakan urasil. Namun, pada beberapa molekul tRNA terdapat basa thymine dan juga pada beberapa bakteriofage, DNA nya tersusun atas urasil. Berikut adalah struktur basa – basa nitrogen tersebut:

2.    Gula pentosa

Adalah molekul gula yang terdiri dari 5 atom C. Gula pentosa pada RNA adalah ribosa, sedangkan pada DNA adalah deoksiribosa. Perbedaan antara ribosa dengan deoksiribosa adalah pada atom C nomor 2 nya. Pada RNA, atom C nomor 2 berikatan dengan gugus hidroksil (OH), sedangkan pada DNA atom C nomor 2 nya berikatan dengan atom H/

3.    Gugus fosfat yang terikat pada atom C nomor 5 melalui ikatan fosfoester yaitu ikatan antara OH dan fosfat.

Di awal sudah dijelaskan bahwa nukleotida sebagai monomer dari asam nukleat terdiri dari tiga bagian utama, yaitu basa nitrogen, gula pentosa, dan fosfat. Jika tidak terdapat fosfat pada molekul tersebut, maka dinamakan nukleosida. Di dalam molekul DNA dan RNA, nukleotida berikatan dengan nukleotida yang lainnya melalui ikatan fosfodiester. Basa nitrogen tidak berikatan antara satu dengan yang lainnya, dengan demikian yang berikatan pada polinukleotida tersebut adalah ikatan gula – fosfat (ikatan fosfodiester) yang berselang seling dan memiliki ujung 5’P dan 3’OH. Penaman asam nukleat dapat dilihat pada tabel berikut”

Basa Nukleosida Nukelotida
Adenine Adenosine Asam adenilat (adenosin monofosfat
Deoksiadenosine Asam deoksiadenilat (deoksiadenosin monofosfat
Guanine Guanosine Asam guanilat (guanosin monofosfat
Deoksiguanosine Asam deoksiguanilat (deoksiguanosin monofosfat)
Cytosine Cytidine (rC) Asam sitidilat ( sitidin monofosfat)
Deoksi sitidin (dC) Asam deoksisitidilat
(deoksisitidin monofosfat)
Tymine Timidin4(dT) Asam timidilat (timidin monofosfat)
Urasil Uridin (rU) Asam uridilat (uridin monofosfat

Watson dan Crick pada tahun 1935 membuat model struktur DNA yang disebut double helix (untai ganda). Untaian ganda tersebut tersusun oleh dua rantai polinukleotida yang berpilin. Kedua rantai tersebut memiliki arah (orientasi) yang saling berlawanan. Kedua rantai tersebut dapat berikatan oleh karena adanya ikatan hidrogen antara basa purin dan pirimidin. Adenin berikatan dengan timin (A – T) berupa ikatan hidrogen rangkap dua, sedangkan guanin berikatan dengan sitosin (G – S) dengan ikatan hidrogen rangkap tiga sehingga ikatan G-S lebih kuat dibandingkan dengan ikatan A – T . Proporsi (kandungan) purine dan pyrimidine akan selalu sama, dan kandungan G – C dan A – T yang yang saling membedakan, maka dikenalah istilah GC content yang berkisar antara 26 – 74 %. Hal ini dkenal sebagai hukum Chargaff. Gambar struktur DNA dapat dilihat pada gambar berikut:

Sumber : Yuwono, T. 2008. Bioteknologi Pertanian. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta. 284 hal.