Les acides nucléiques sont des polymères de nucléotides porteurs de l'information génétique des systèmes vivants. Il existe deux classes d'acides nucléiques : les acides ribonucléiques (ARN) et les acides désoxyribonucléiques (ADN).
Un ribobucléotide est un ribonucléoside-phosphate. Le ribonucléoside est constitué d'une base azotée dont l'un des atomes d'azote est lié par une liaison béta-glycosidique au ribose. Un désoxyribonucléoside est similaire sauf que le sucre est le 2-desoxyribose. Les bases azotées sont des purines (adénine et guanine) ou des pyrimidines (cytosine, uracyle et thymine).
Dans la chaîne polynucléotidique, chaque nucléotide est lié à ses voisins par des liaisons 3'-5' phosphodiester. La molécule d'ADN est une très longue chaîne polynucléotidique qui peut contenir des milliards de paires de base. Les ARN sont plus courts. Ils appartiennent à quatre classes fonctionnelles différentes : les ARN ribosomiaux (ARNr), les ARN messagers (ARNm), les ARN de transfert (ARNt) et des petits ARN nucléaires (ARNnp).
La molécule d'ADN est une double hélice droite (hélice B) dans laquelle les 2 brins sont associés par liaisons hydrogène. Les liaisons hydrogène sont établies par l'intermédiaire des bases azotées. La séquence d'un brin d'ADN assure la séquence du brin associé parce qu'il y a complémentarité des bases. Les règles de Chargaff traduisent cette complémentarité : A est complémentaire de T, G est complémentaire de C , la quantité de purines est égale à la quantité de pyrimidines.
Les deux brins d'ADN sont toujours antiparallèles.
La double hélice se dissocie sous l'effet de la chaleur dans un processus qu'on appelle fusion de l'ADN. Parallèlement à la fusion on observe une augmentation d'absorbance à 280 nm, c'est l'hyperchromicité. Le point de transition de la température pour lequel la moitié de l'ADN est dénaturé est la température de fusion (Tm). La valeur de Tm dépend de la composition en bases. La fusion est, dans des conditions contrôlées, un processus réversible.
L'ADN est un polyanion qui se complexe aux protéines chargées positivement (les histones) pour former un complexe nucléoprotéique qui s'appelle la chromatine. Si on réduit la force ionique, la fibre de chromatine se décondense et on peut mettre en évidence les nucléosomes réunis par la fibre d'ADN.
Les enzymes appelées nucléases hydrolysent les acides nucléiques en coupant les liaisons phosphodiester.