Nukleotidai yra molekulės, kurios sudaro svarbią RNR ir DNR dalį, todėl jos yra svarbios kiekvienam gyvam organizmui Žemėje. Šios specialios molekulės taip pat dalyvauja fermentų reakcijose organizme, cheminės energijos gamyboje ir ląstelių signalizavime. Nemažai mokslininkų dirba su nukleotidais, nustatydami skirtingus tipus ir jų funkcijas bei tirdami jų cheminę struktūrą.
Trys atskiros molekulės susijungia ir sudaro nukleotidą. Pirmasis yra bazė, kuri gali būti purino arba pirimidino junginys. Pagrindas prisijungia prie pentozės cukraus, cukraus, turinčio penkis anglies atomus, kad susidarytų nukleozidas. Nukleozidas savo ruožtu susijungia su fosfato grupe, sudarydamas nukleotidą. RNR atveju cukrus yra ribozės cukrus, sukuriantis ribonukleotidą, o DNR cukrus yra dezoksiribozės cukrus, sukuriantis dezoksiribonukleotidą.
Kai nukleotidai susijungia, jie sudaro nukleorūgštį, polimerą. DNR ir RNR cheminiai ryšiai sukuria ilgas nukleorūgščių grandines, kurios yra sujungtos į garsią kopėčių formą. Kiekvieno nukleotido cheminė struktūra lemia, su kuriuo nukleotidu jis gali prisijungti per kopėčias, o tai yra svarbus bruožas, lemiantis, kaip galima surinkti DNR ir RNR. Kiekvienas nukleotidų rinkinys, sudarantis kopėčių laiptelį, yra žinomas kaip bazinė pora, o individualus organizmas savo genetiniame kode gali turėti milijardus bazinių porų.
Nukleotidai kartu su aminorūgštimis kartais vadinami gyvybės statybiniais blokais, nes jie sudaro genetinio kodo pagrindą. DNR pavidalu nukleino rūgštys gali atlikti procesą, vadinamą transkripcija, kad sukurtų RNR kopiją, o RNR kopija nukreipia įvairių baltymų gamybą organizme. Šie baltymai dalyvauja kasdieniuose biocheminiuose procesuose, taip pat ir pagrindinėje organizmo struktūroje, o baltymus gaminantys genai aktyvuojasi, kai tik kiaušinis apvaisinamas ir ląstelės pradeda dalytis.
Nukleotidų tyrimai yra susiję su įvairių organizme esančių nukleotidų ir jų veikimo nustatymu bei nukleotidų skirtumų, kurie gali būti susiję su patologijomis ir įvairiais gamtos reiškiniais, analize. Pavyzdžiui, nukleotidų gamybos klaidos gali sukelti genetines mutacijas, kurias sukelia trukdžiai kopijuojant DNR, dėl kurių pažeidžiamos įvairios genetinio kodo sritys. Daugelis mokslininkų naudoja sudėtingas kompiuterinio modeliavimo sistemas, kad sukurtų nukleotidų, su kuriais jie dirba, modelius.