กรดนิวคลีอิก (Nucleic  acid) เป็นสารชีวโมเลกุลที่มีขนาดใหญ่ทำหน้าที่เก็บและถ่ายทอดข้อมูลทางพันธุ์กรรมของสิ่งมีชีวิต   จากรุ่นหนึ่งไปยังรุ่นต่อไปให้แสดงลักษณะต่างๆ ของสิ่งมีชีวิต   นอกจากนี้ยังท าหน้าที่ควบคุมการเจริญเติบโตและกระบวนการต่าง ๆ ของสิ่งมีชีวิต

     กรดนิวคลีอิกมี 2 ชนิดคือ DNA (Deoxyribonucleic  acid) และ RNA (Ribonucleic  acid) โมเลกุลของกรดนิวคลีอิก ประกอบด้วยหน่วยย่อยที่เรียกว่า นิวคลีโอไทด์(Nucleotide)

โมเลกุลของนิวคลีโอไทด์ประกอบด้วยส่วนย่อย 3 ส่วน ได้แก่
- หมู่ฟอสเฟต
- น้ำตาลที่มีคาร์บอน 5 อะตอม
- เบสที่มีไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบ 

     นิวคลีโอไทด์มีอยู่ด้วยกัน 5 ชนิดแตกต่างกันที่องค์ประกอบที่เป็นเบส DNA และRNA มีน้ าตาลที่เป็นองค์ประกอบต่างกันใน DNA เป็นน้ าตาลดีออกซีไรโบส (Deoxyribose  sugar) ส่วนใน RNA เป็นน้ าตาลไรโบส (Ribose  sugar) เบสที่พบใน DNA และ RNA มีบางชนิดที่เหมือนกัน  และบางชนิดต่างกัน 

     นิวคลีโอไทด์จะเรียงตัวต่อกันเป็นสายยาว เรียกว่า พอลินิวพลีโอไทด์ (Polynucleotide) โมเลกุล DNA ประกอบด้วยพอลินิวคลีโอไทด์ 2 สายเรียงตัวสลับทิศทางกันและมีส่วนของเบสเชื่อมต่อกันด้วยพันธะไฮโดรเจน โมเลกุลบิดเป็นเกลียวคล้ายบันไดเวียน ดังภาพ ส่วน RNA เป็นพอลินิวคลีอิกเพียงสายเดียว

โครงสร้างสามมิติของ DNA
1. DNA  ประกอบด้วยพอลินิวคลีโอไทด์ 2 สาย และมีทิศทางตรงกันข้าม (antiparaellel)
2. พิลินิวคลีโอไทด์บิดเป็นเกลียวคู่ (double helix) คล้ายบันไดเวียน โดยมีระยะห่างระหว่างสาย เท่ากับ 2 nm
3. สายของพอลินิวคลีโอไทด์มีน้ำตาลดีออกซีไรโบสและหมู่ฟอสเฟตเป็นโครงสร้างหลัก (backbone) และมีเบสอยู่ด้านใน
4. เบสจะตั้งฉากกับโครงสร้างหลักและเรียงตัวในพื้นราบเดียวกัน และจับคู่กับเบสของอีกสายหนึ่งด้วยพันธะไฮโดรเจน (hydrogen bond) โดย A=T  และ  C≡G
5. การสร้างพันธะในสายพอลินิวคลีโอไทด์สายเดียวกัน โดย หมู่ฟอสเฟตของนิวคลีโอไทด์โมเลกุลที่ 1 สร้างพันธะฟอสโฟเอสเทอร์กับคาร์บอนตำแหน่งที่ 3 ของนิวคลีโอไทด์โมเลกุลที่ 2 และ หมู่ฟอสเฟตของนิวคลีโอไทด์โมเลกุลที่ 2 สร้างพันธะฟอสโฟเอสเทอร์กับคาร์บอนตำแหน่งที่ 3 ของนิวคลีโอไทด์โมเลกุลที่ 3 ต่อไปเรื่อยๆ ทำให้ปลายด้านที่เป็นหมูฟอสเฟตจับกับคาร์บอนตำแหน่งที่ 5 เป็น ปลาย 5' (5' end)  และปลายด้านที่คาร์บอนตำแหน่งที่ 3 ว่า ปลาย 3' (3' end)
6. ระยะห่างของตำแหน่งเบสในแต่ละนิวคลีโอไทด์ เท่ากับ 0.34 nm  เกลียว 1 รอบ ประกอบด้วยคู่เบส 10 คู่ ระยะห่างเท่ากับ 3.4 nm
7. การที่พอลีนิวคลีโอไทด์ 2 สายมาพันเป็นเกลียวทำให้เกิดร่อง  2 ร่อง คือ major groove และ miner groove

ประโยชน์ของกรดนิวคลีอิก
การศึกษาโครงสร้างของ DNA และ RNAในสิ่งมีชีวิต ทำให้เราทราบบทบาทและหน้าที่ของ DNA และ RNA มากขึ้น โดยเฉพาะบทบาทของ DNA ได้มีการศึกษากันอย่างกว้างขวาง ปัจจุบันมีการนำความรู้เกี่ยวกับยีน (gene) ซึ่งเป็นรหัสหรือลำดับของเบส 4 ชนิด ซึ่งอยู่บน DNA มาใช้ให้เกิดประโยชน์อย่างมากมายในด้านต่างๆ ดังนี้
1. ประโยชน์ด้านการแพทย์ มีการนำความรู้ด้าน DNA มาใช้ในการรักษาโรคทางพันธุกรรมบางชนิด เช่น โรคโลหิตจางชนิดเสี้ยวจันทร์ (sickle cell anemia) โรคทาลัสซิเมีย และ เฮโมฟีเลีย เป็นต้น โดยศึกษายีนที่เป็นสาเหตุของโรคแล้วทำการตัดต่อยีนที่เป็นสาเหตุของโรคออกไป จากนั้นนำยีนปกติใส่เข้าไปให้แทนที่ยีนผิดปกติ ที่เรียกว่า ยีนบำบัด (gene therapy) ซึ่งในปัจจุบันได้เริ่มมีการศึกษาและนำเอาความรู้ทางด้านยีนบำบัดมาใช้ในการรักษาโรคเหล่านี้กันเพิ่มมากขึ้น
2. ประโยชน์ในด้านอาชญากรรม ได้นำความรู้ด้าน DNA มาใช้ในการพิสูจน์ความเป็นเอกลักษณ์ของบุคคล คนแต่ละคนจะมีลำดับการเรียงตัวของเบส(ยีน)ที่แตกต่างกันยกเว้นฝาแฝดแท้ จึงสามารถนำมาทดสอบความเป็นเอกลักษณ์ของแต่ละบุคคลได้ เช่น ใช้ในการสืบหาฆาตกรหรือผู้ร้าย สืบหาคนหาย พิสูจน์การเป็นพ่อ แม่ ลูก เป็นต้น
3. ประโยชน์ในด้านการเกษตร นำมาใช้ในการปรับปรุงพันธุ์พืช พันธุ์สัตว์ ให้มีคุณสมบัติตามต้องการ เช่น การปรับปรุงให้พืชมีความต้านทานต่อเชื้อโรคและแมลง ปรับปรุงให้พืชมีสีสันสวยงาม การทำให้พืชมีกลิ่นหอมตามความต้องการ พืชที่ผ่านการปรับปรุงพันธุ์หรือตัดต่อทางพันธุกรรมเราจะเรียกว่า พืช GMOS (Genetically Modified Organism

ขอบคุณเนื้อหาเพิ่มเติม
https://sites.google.com/a/mengrai.ac.th/siriporn10456/krd-niw-khli-xik?fbclid=IwAR2D20FQUkQFkzO9cARpagUz6fn2cCER2v7HrHsmVv2_MvKwsDSs8k6EGdg