リボヌクレオチド
ヌクレオチドは、ホスホジエステル結合を介して重合し、RNA鎖を形成する。あるヌクレオチドの5'-リン酸基が次のヌクレオチドの3'-水酸基に結合し、リン酸基とペントース残基の骨格を形成する。ポリヌクレオチドの両端には、ホスホジエステル結合はない。ホスホジエステル結合は、RNAポリメラーゼの働きで、リボヌクレオチドの間に形成される。RNA鎖は、鎖の最後のリボヌクレオチドの3'-水酸基が求核剤として働き、遊離リボヌクレオチドの5'-三リン酸を親水攻撃し、副生物としてピロリン酸を遊離させることで、5'末端から3'末端に向かって合成が進む。ヌクレオチドの物理的性質のため、RNAの骨格は、親水性と極性が非常に高い。中性pHでは、核酸は電荷が高く、各々のリン酸基は負電荷を運ぶ。
DNAもRNAも、モノヌクレオチドとヌクレオシドリン酸のモノマーによって構成されている。これらは、熱力学的にアミノ酸よりも結合しにくい。ホスホジエステル結合が加水分解されると多量の自由エネルギーを放出する。RNAの構成要素であるGTP、CTP、UTP、ATPは、生体の主要なエネルギー源である。