Ribonukleinsäuren (RNS, häufiger engl.: ribonucleic acid, RNA) sind organische Säuren, die eine maßgebliche Rolle bei der Neubildung von Proteinen in Zellen (Proteinbiosynthese) spielen. Sie befinden sich in Form von einsträngigen, fadenförmigen Makromolekülen im Zellkern und Zytoplasma der Zellen. Zusammengesetzt ist die menschliche RNA aus vier organischen Basen: Adenin, Guanin, Cytosin und Uracil, die durch ein Zucker- und Phosphatrückgrat miteinander verknüpft sind. Die Verbindung von je einem Zucker, einem Phosphatrest und einer der vier Basen nennt man Nukleotid. Die Nukleotide bilden die Grundbausteine der RNA und DNA.

Es gibt unterschiedliche Arten von RNA, die verschiedene Funktionen erfüllen. Die mRNA (engl.: messenger RNA, dt.: Boten-RNA) dient beispielsweise der Übermittlung von Informationen vom Zellkern zu den Ribosomen, mithilfe derer Proteine synthetisiert werden. Als Hilfsmolekül bei der Bereitstellung einzelner Aminosäuren für die Proteinbiosynthese aus dem Zytoplasma zum Ribosom dient die tRNA (engl.: transfer RNA, dt.: Transfer-RNA) und auch die Ribosomen selbst bestehen zu gut zwei Dritteln aus Ribonukleinsäure, der rRNA (engl.: ribosomal RNA, dt.: ribosomale RNA). Bestimmte Ribonukleinsäuren können darüber hinaus genregulierende Funktionen besitzen oder genetische Information übertragen.

Die Desoxyribonukleinsäure (DNS, häufiger engl.: deoxyribonucleic acid, DNA) ist wie die RNA eine Nukleinsäure, die jedoch die Erbinformation einer Zelle speichert und somit den Stoff darstellt, aus dem die Gene sind. Der Aufbau von RNA und DNA ist ähnlich. Das DNA-Molekül besteht ebenfalls aus einem Rückgrat aus Zucker und Phosphat sowie vier verschiedenen Basen. Davon sind drei – Adenin, Guanin und Cytosin – identisch zu denen in der RNA. Anstelle von Uracil kommt hier jedoch als vierte Base Thymin hinzu. Der Zucker, der die Basen zusammen mit dem Phosphat verknüpft, ist ebenfalls leicht verschieden. Es handelt sich nicht wie bei der RNA um Ribose, sondern um Desoxyribose – daher auch die unterschiedlichen Bezeichnungen der beiden Säuren. 

Die DNA ist im Gegensatz zur einsträngigen RNA doppelsträngig. Die Struktur der DNA, die im Jahr 1953 von den Wissenschaftlern James Watson und Francis Crick entdeckt wurde, entspricht einer Doppelhelix. Diese kann man sich als eine spiralförmig verdrillte Strickleiter vorstellen, wobei die Längsverbindungen immer abwechselnd aus einem Zucker und einer Phosphorsäure und die Querverbindungen aus je zwei der vier Basen bestehen, die durch transiente Wasserstoffbrückenverbindungen miteinander verbunden sind. Die Abfolge jeweils dreier Basen bzw. Nukleotiden stellt den genetischen Code (Codon) für eine Aminosäure dar.