RNA (ribonukleová kyselina) je stejně jako DNA nezbytná pro všechny známé formy života. Monomery RNA jsou rovněž nukleotidy. Na rozdíl od DNA je RNA v biologických buňkách převážně jednovláknová molekula. Zatímco DNA obsahuje deoxyribózu, RNA obsahuje ribózu, která se vyznačuje přítomností 2′-hydroxylové skupiny na pentózovém kruhu (obrázek 5). Díky této hydroxylové skupině je RNA méně stabilní než DNA, protože je náchylnější k hydrolýze. RNA obsahuje nemetylovanou formu báze thyminu zvanou uracil (U) (obrázek 6), čímž vzniká nukleotid uridin.
RNA plní v buňce řadu funkcí. Poselská RNA (mRNA) nese genetickou informaci, která řídí syntézu bílkovin. Některé viry používají RNA místo DNA jako svůj genetický materiál. Většina RNA však nekóduje bílkoviny. Tyto RNA se nazývají nekódující (ncRNA) a mohou být kódovány vlastními RNA geny nebo mohou pocházet z intronů mRNA. Na procesu translace se podílí přenosová RNA (tRNA) a ribozomální RNA (rRNA). Existují také nekódující RNA, které se podílejí na regulaci genů, zpracování RNA a dalších procesech.
Většina molekul RNA obsahuje krátké samokomplementární sekvence, které se navzájem skládají a párují do vysoce strukturovaných forem. Tyto interakce párování bází jsou součástí sekundární struktury RNA. Nepárované oblasti vytvářejí struktury, jako jsou vlásenkové smyčky, výčnělky a vnitřní smyčky, které mohou mít funkční význam (obr. 7). Příkladem jsou na Rho nezávislé kmenové smyčky terminátoru a trojlístek tRNA.
Funkční podoba jednořetězcových molekul RNA, stejně jako u proteinů, obvykle vyžaduje specifickou terciární (3D) strukturu. RNA může také tvořit duplexy RNA-RNA a DNA-RNA. Většina struktur RNA v databázi Protein Data Bank (PDB) (archiv makromolekulárních strukturních dat) (3) obsahuje dvouřetězcovou RNA složenou do terciárních struktur.
Některé struktury RNA poskytují vazebná místa pro jiné molekuly a mají chemicky aktivní centra. Příkladem (obr. 8) je molekulární rozpoznávání vitaminu B12 strukturou RNA (4). Vazba vitaminu B12 na RNA reguluje funkci viru hepatitidy C (5).
.