Петте основи са аденин, гуанин, цитозин, тимин и урацил, които имат символите A, G, C, T и U, съответно. Името на основата обикновено се използва като наименование на нуклеотида, въпреки че това е технически неправилно. Основите се комбинират със захарта, за да се получат нуклеотидите аденозин, гуанозин, цитидин, тимидин и уридин.
Нуклеотидите се назовават въз основа на броя на фосфатните остатъци, които съдържат. Например, нуклеотид, който има аденинова основа и три фосфатни остатъка, би бил наречен аденозин трифосфат (АТФ). Ако нуклеотидът има два фосфата, това би бил аденозин дифосфат (ADP). Ако има единичен фосфат, нуклеотидът е аденозин монофосфат (AMP).
Въпреки че повечето хора учат само петте основни типа нуклеотиди, има и други, включително напр. циклични нуклеотиди (например 3'-5'-цикличен GMP и цикличен AMP.) Основите могат също да бъдат метилирани, за да образуват различни молекули.
И двете ДНК и РНК използвайте четири основи, но те не използват всички еднакви. ДНК използва аденин, тимин, гуанин и цитозин, докато РНК използва аденин, гуанин и цитозин, но има урацил вместо тимин. Спиралата на молекулите се образува, когато две комплементарни основи образуват водородни връзки помежду си. Аденинът се свързва с тимин (A-T) в ДНК и с урацил в RNA (A-U). Гуанинът и цитозинът се допълват взаимно (G-C).
За да образувате a нуклеотид, база се свързва с първия или първичния въглерод от рибоза или дезоксирибоза. Въглеродът от числото 5 на захарта се свързва с кислорода от фосфатната група. В молекулите на ДНК или РНК фосфат от един нуклеотид образува фосфодиестерна връзка с въглерод номер 3 в следващата нуклеотидна захар.
Химичната формула на аденина е С5Н5н5. Аденинът (А) се свързва с тимин (Т) или урацил (U). Това е важна база, тъй като се използва не само в ДНК и РНК, но и за енергийния носител молекула ATP, кофактор флавин аденин динуклеотид и кофактор никотинамид аденин динуклеотид (NAD).
Въпреки че хората са склонни да отнасят нуклеотидите по имената на техните бази, аденинът и аденозинът не са едно и също нещо. Аденин е името на пуриновата основа. Аденозин е по-голямата нуклеотидна молекула, съставена от аденин, рибоза или дезоксирибоза и една или повече фосфатни групи.
Химичната формула на пуриновия гуанин е С5Н5н5О. Гуанинът (G) се свързва само с цитозин (С), както в ДНК, така и в РНК.
Цитозинът може спонтанно да се промени в урацил. Ако мутацията не бъде поправена, това може да остави урацилов остатък в ДНК.
Uracil е a слаба киселина която има химическата формула С4Н4н2О2. Урацил (U) се намира в РНК, където се свързва с аденин (А). Урацил е деметилираната форма на основния тимин. Молекулата се рециклира чрез набор от реакции на фосфорибозилтрансфераза.