核酸，作为生物大分子，以核苷酸为基本单位，负责遗传信息的携带与传递。分为脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）两大类。

核苷酸是构成核酸的基石，由碱基、戊糖与磷酸构成。碱基通过β-N-糖苷键与戊糖相连，再与磷酸通过酯键结合形成核苷酸。

碱基根据结构分为嘌呤与嘧啶，与戊糖缩合形成核苷，再与磷酸结合形成核苷酸。

核苷酸在细胞内扮演化学能载体角色。酸酐键的水解释放的能量高于酯键，核苷二磷酸和三磷酸属于高能有机磷酸化合物。ATP（三磷酸腺苷）在细胞活动中尤为重要，提供化学能。

环化核苷酸如cAMP、cGMP作为信号转导的第二信使，调控基因表达。酶分子的辅酶结构中也包含腺苷酸。

DNA通过3’，5’-磷酸二酯键连接脱氧核苷酸形成线性大分子。DNA链由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成，形成右手螺旋结构。戊糖和磷酸基团构成螺旋的骨架，碱基对相互结合稳定螺旋结构。

RNA同样具有3’，5’-磷酸二酯键，形成线性大分子。

核酸的分子结构分为多个层次。一级结构为核苷酸5’→3’排列顺序或碱基序列。二级结构表现为双螺旋结构，DNA双螺旋通过氢键维持稳定性。正超螺旋与负超螺旋是DNA双螺旋的不同形式，原核生物DNA多为负超螺旋。

真核生物DNA在细胞核内以染色质形式存在，经过多次折叠，由核小体等基本单位构成，最终形成高度致密的染色体。多链结构中，Hoogsteen氢键也参与稳定作用。

DNA作为遗传物质，基因编码RNA或多肽链，基因组包含生物所有遗传信息。mRNA是蛋白质合成的模板，经过修饰与剪接形成成熟mRNA，5’端帽结构与poly(A)尾结构对mRNA稳定性与翻译起始有重要作用。

tRNA作为氨基酸载体，在蛋白质合成中将氨基酸转呈给mRNA，具有三叶草形二级结构与倒L形三级结构。tRNA的3’-末端连接氨基酸，反密码子识别mRNA的密码子。tRNA还含有稀有碱基，增加其多样性。

核蛋白体作为蛋白质合成的场所，由rRNA与核糖体蛋白组成。原核与真核生物核糖体结构不同，大小亚基结合区域的沟槽用于mRNA的结合。

组成性非编码RNA与调控性非编码RNA在遗传信息传递与基因表达调控中起关键作用。调控性非编码RNA包括sncRNA、lncRNA、circRNA等，参与多种生命活动与疾病发展。

核酸的理化性质包括酸性、紫外吸收、高分子性质、变性和复性等特性。DNA的解链与复性过程在生物学研究中具有重要意义。