У природі існує всього 5 типів нуклеотидів, тобто всього 5 типів азотистих основ входить до складу нуклеїнових кислот.
Природні нуклеїнові кислоти – ДНК і РНК – виконують у всіх живих організмах роль збереження, передачі і реалізації генетичної інформації. Число нуклеотидів у складі однієї молекули нуклеїнової кислоти може сягати 200 млн. Вони можуть існувати вільно і в складі полімерів – молекул ДНК і РНК.
Однониткова молекула РНК, що складається з приблизно 70— 90 нуклеотидів, скручена в характеристичну вторинну структуру, яка має специфічні амінокислоти і приводить її в узгодження з відповідними кодонами на мРНК під час синтезу білків.
Ідіограма нормального каріотипу людини. Розмір генома людини в розрахунку пар нуклеотидів (bp, від англ. basic pair, пара основ ДНК) на гаплоїдний набір хромосом має в сумі 3,2 мільярдів bp та містить приблизно 20 000-25 000 кодуючих генів. Повний каріотип, тобто диплоїдний набір хромосом, містить вдвічі більше ДНК.
Перший нуклеотид у триплеті береться з лівого вертикального рядка, другий — з верхнього горизонтального рядка, а третій — з правого вертикального. Там, де будуть перетинатися лінії, що ідуть від усіх трьох нуклеотидів, і буде назва потрібної амінокислоти.
Послідовність нуклеотидів «кодує» інформацію про різні типи РНК: кодуючі — матричні (мРНК) — та некодуючі — рибосомні (рРНК), транспортні (тРНК), каталітичні та інші. Всі ці типи РНК синтезуються на основі ДНК у процесі транскрипції.
Нуклеїнові кислоти — складні високомолекулярні біополімери, мономерами яких є нуклеотиди. Вперше їх виявлено в ядрі клітини, звідки й походить назва цих сполук (від лат. nucleus — ядро).