Podobnie jak DNA, RNA (kwas rybonukleinowy) jest niezbędny dla wszystkich znanych form życia. Monomery RNA są również nukleotydami. W przeciwieństwie do DNA, RNA w komórkach biologicznych jest przede wszystkim cząsteczką jednoniciową. Podczas gdy DNA zawiera deoksyrybozę, RNA zawiera rybozę, charakteryzującą się obecnością grupy 2′-hydroksylowej na pierścieniu pentozowym (rysunek 5). Ta grupa hydroksylowa sprawia, że RNA jest mniej stabilne niż DNA, ponieważ jest bardziej podatne na hydrolizę. RNA zawiera niezmetylowaną formę zasady tyminy zwaną uracylem (U) (rysunek 6), co daje nukleotyd urydynę.
RNA pełni wiele funkcji w komórce. Posłańczy RNA (mRNA) przenosi informację genetyczną, która kieruje syntezą białek. Niektóre wirusy wykorzystują RNA zamiast DNA jako swój materiał genetyczny. Większość RNA nie koduje jednak białek. Te RNA nazywane są niekodującymi (ncRNA) i mogą być kodowane przez własne geny RNA lub mogą pochodzić z intronów mRNA. W procesie translacji biorą udział transferowe RNA (tRNA) i rybosomalne RNA (rRNA). Istnieją również niekodujące RNA zaangażowane w regulację genów, przetwarzanie RNA i inne procesy.
Większość cząsteczek RNA zawiera krótkie sekwencje komplementarne, które składają się i parują ze sobą w wysoce ustrukturyzowane formy. Te interakcje parowania zasad są częścią struktury drugorzędowej RNA. Niesparowane regiony tworzą struktury takie jak pętle szpilki do włosów, wybrzuszenia i pętle wewnętrzne, które mogą mieć znaczenie funkcjonalne (Rysunek 7). Przykłady obejmują pętle łodygowe terminatora niezależne od Rho i liść koniczyny tRNA.
Funkcjonalna forma jednoniciowych cząsteczek RNA, podobnie jak białek, wymaga zazwyczaj określonej struktury trzeciorzędowej (3D). RNA może również tworzyć dupleksy RNA-RNA i DNA-RNA. Większość struktur RNA w Protein Data Bank (PDB) (archiwum makromolekularnych danych strukturalnych) (3) zawiera dwuniciowe RNA złożone w struktury trzeciorzędowe.
Niektóre struktury RNA zapewniają miejsca wiązania dla innych cząsteczek i posiadają centra chemicznie aktywne. Przykładem (rysunek 8) jest molekularne rozpoznawanie witaminy B12 przez strukturę RNA (4). Witamina B12 wiążąca się z RNA reguluje funkcję wirusa zapalenia wątroby typu C (5).
.