Свободные нуклеотиды. 
АТР и NADPH

Кроме связанных в ДНК и РНК нуклеотидов в организме функционирует большое количество свободных нуклеотидов: нуклеозидфосфаты и никотинсодержащие нуклеотиды.

Свободные нуклеотиды содержатся в значительных количествах во всех клетках. Они образуются либо в результате синтеза, либо в результате частичного гидролиза нуклеиновых кислот. В нуклеозидах имеется несколько свободных гидроксильных групп. Поэтому существует более чем одно положение, по которому фосфатная группа может присоединяться к кольцу сахара.

Аденозилтрифосфат АТР (АТФ в русском написании).

является переносчиком химической энергии, запасенной в высокоэнергетических фосфатных группах. Это связующее звено между процессами метаболизма, сопровождающимися выделением энергии, и процессами, протекающими с потреблением энергии.

Для переноса или распределения энергии в окислительно-восстановительных реакциях биосинтеза используются и другие нуклеозидфосфаты. К ним относятся никотинсодержащие нуклеозидфосфаты никотинамидадениндинуклеотидфосфат NADP (НАДФ), NADPH (НАДО (водород)), а также никотинамидаденилдинуклеотид NAD* (НАД*, окисленная форма) и NADH (НАД (водород), восстановленная форма):

К окислительно-восстановительным переносчикам энергии относятся также FAD — флавинадениндинуклеотид — и рибофлавинфосфат.

FAD является производным витамина В2 (рибофлавина). Его номенклатурное название «рибофлавиндифосфатрибозиладенин». Восстанавливаясь, FAD присоединяет два атома водорода и превращается в FADH₂.

Еще один переносчик электронов, относящийся к данной группе, FMN — флавин мононуклеотид, также является производным витамина В₂ и имеет следующее строение (отличается от витамина В₂ только наличием фосфатной группы):

Оба флавиновых кофермента могут существовать и в форме свободных радикалов — семихинонов, которые образуются в результате переноса только одного электрона на FAD или FMN.

Общее обозначение различных флавопротеидов, различающихся белковой составляющей фермента, — FP".

Динуклеотиды и тринуклеотиды выполняют и другие функции. Они являются переносчиками некоторых строительных блоков. Например, уридилдифосфат (UDP) — специфический переносчик остатков сахара при синтезе полисахаридов. В форме уридилдифосфатглюкозы он выступает как донор остатка глюкозы при биосинтезе гликогена. Аналогичным образом цитидилдифосфатхолин служит донором холина при биосинтезе холинсодержащих фосфоглицеридов.

Тринуклеотиды являются также высокоэнергетическими предшественниками мононуклеотидных единиц при ферментативном синтезе ДНК и РНК. В ходе этих реакций различные тринуклеотиды передают свою концевую пирофосфатную группу различным метаболитам, превращаясь в нуклеозидмонофосфаты.

ДНК — хранитель наследственной информации. Наследственная информация записана (закодирована) в строго определенной последовательности нуклеотидов цепи ДНК. Любые изменения этой последовательности (мутации) ведут к нарушению закодированной первичной структуры белков в процессе их биосинтеза. В результате мутации нарушаются функции белка, что и влияет на жизнедеятельность организма в целом.

Количество информации, записанной в ДНК, возрастает с удлинением нуклеотидной цепи подобно тому, как возрастает количество информации с объемом магнитного носителя — пленки, диска и т. п.

Например, нуклеотидная последовательность ДНК маленького вируса фХ174 содержит 5386 пар оснований; нуклеотидная последовательность единственной хромосомы кишечной палочки Е. coli содержит 4 млн пар оснований. Нуклеотидная последовательность ДНК в 46 хромосомах человека почти в миллион раз превышает число пар оснований в ДНК вируса фХ 174.