DNA und RNA sind Nukleinsäuren, Biopolymere, die genetische Informationen tragen. Sie bestehen aus Nukleotiden, die jeweils aus einem Zucker, einer Phosphatgruppe und einer Stickstoffbase bestehen. DNA enthält Desoxyribose und die Basen Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin. RNA enthält Ribose und Uracil anstelle von Thymin. Die Basensequenz kodiert die Information.

Die DNA ist eine Doppelhelix, deren zwei Stränge durch Wasserstoffbrücken zwischen komplementären Basen zusammengehalten werden. Adenin paart sich mit Thymin, Guanin mit Cytosin. Die Sequenz des einen Strangs bestimmt die Sequenz des anderen. So wird die genetische Information kopiert und weitergegeben. RNA ist üblicherweise einzelsträngig und erfüllt viele Funktionen: Boten-RNA (mRNA) trägt den genetischen Code, Transfer-RNA (tRNA) transportiert Aminosäuren, ribosomale RNA (rRNA) bildet das Ribosom, und regulatorische RNAs (regulatorische RNAs) steuern die Genexpression.

Nukleinsäuren wurden 1869 von Friedrich Miescher entdeckt, ihre Rolle in der Vererbung jedoch erst in den 1940er und 1950er Jahren aufgeklärt. Die Doppelhelixstruktur wurde 1953 von James Watson und Francis Crick mithilfe von Röntgenbeugungsdaten von Rosalind Franklin und Maurice Wilkins entschlüsselt. Diese Entdeckung markierte den Beginn der Ära der Molekularbiologie.

Nukleinsäuren finden Anwendung in Medizin, Forensik und Biotechnologie. Die DNA-Sequenzierung dient der Diagnose von Krankheiten, der Identifizierung von Personen und der Erforschung der Abstammung. Die PCR vervielfältigt DNA für die Analyse. CRISPR ermöglicht die Genomeditierung. mRNA-Impfstoffe regen Zellen zur Produktion von Antigenen an. Die Nukleinsäure ist das Molekül des Lebens und das Werkzeug der Biotechnologie.