สามวิธีที่โมเลกุลของอาร์เอ็นเอมีโครงสร้างแตกต่างจากโมเลกุลของดีเอ็นเอ

กรดไรโบนิวคลีอิก (RNA) และกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก (DNA) เป็นโมเลกุลที่สามารถเข้ารหัสข้อมูลที่ควบคุมการสังเคราะห์โปรตีนโดยเซลล์ที่มีชีวิต DNA มีข้อมูลทางพันธุกรรมที่ส่งต่อจากรุ่นสู่รุ่น RNA มีหน้าที่หลายอย่าง รวมถึงการสร้างโรงงานผลิตโปรตีนของเซลล์ หรือไรโบโซม และการส่งข้อมูลดีเอ็นเอไปยังไรโบโซม DNA และ RNA ต่างกันในด้านปริมาณน้ำตาล ปริมาณนิวคลีโอเบส และโครงสร้างสามมิติ

DNA และ RNA ทั้งคู่มีแกนหลักของหน่วยน้ำตาลและฟอสเฟตที่ทำซ้ำ น้ำตาลที่พบในอาร์เอ็นเอคือไรโบส ซึ่งเป็นวงแหวนห้าคาร์บอนที่มีสูตร C5H10O5 หมู่ไฮดรอกซิลหรือ OH จะดักจับคาร์บอนไรโบสสี่ในห้า ในขณะที่ออกซิเจนที่ถูกพันธะคู่จะจับกับคาร์บอนที่เหลือ น้ำตาลของดีเอ็นเอ ดีออกซีไรโบส คล้ายกับไรโบส ยกเว้นว่าหมู่ไฮดรอกซิลหนึ่งกลุ่มถูกวางโดยอะตอมไฮโดรเจน ทำให้มีสูตรของ C5H10O4 ใน DNA และ RNA อะตอมของคาร์บอนจะมีหมายเลข 1’ ถึง 5’ นิวคลีโอเบสยึดติดกับคาร์บอน 1' ในขณะที่กลุ่มฟอสเฟตเชื่อมโยงกับคาร์บอน 2' และ 5'

นิวคลีโอเบสคือโมเลกุลที่มีวงแหวนเดี่ยวหรือวงแหวนคู่ที่มีไนโตรเจน หนึ่งในสี่ของนิวคลีโอเบสที่ต่างกันจะแขวนโมเลกุลน้ำตาลแต่ละโมเลกุลในกรดนิวคลีอิก ทั้ง DNA และ RNA ใช้นิวคลีโอเบส cytosine, guanine และ adenine อย่างไรก็ตาม นิวคลีโอเบสของ DNA ที่สี่คือไทมีน ในขณะที่ RNA ใช้ยูราซิลแทน ลำดับเบสตามบางส่วนของกรดนิวคลีอิกที่เรียกว่ายีน ควบคุมเนื้อหาของโปรตีนที่เซลล์ผลิตขึ้น นิวคลีโอเบสสามตัวแต่ละตัวแปลเป็นกรดอะมิโนเฉพาะซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญของโปรตีน

แม้ว่าจะมีข้อยกเว้น แต่ DNA มักจะเป็นโมเลกุลที่มีสายคู่และ RNA มักจะเป็นสายเดี่ยว สาย DNA สองเส้นสร้างโครงสร้างเกลียวคู่ที่มีชื่อเสียงซึ่งคล้ายกับบันไดเวียน พันธะไฮโดรเจนระหว่างคู่ของนิวคลีโอเบสที่สอดคล้องกันจะยึดสายดีเอ็นเอสองสายไว้ด้วยกัน พร้อมด้วยความช่วยเหลือของโปรตีนพิเศษที่เรียกว่าฮิสโตน RNA ก่อตัวเป็นเกลียวเดี่ยวที่มีการบีบอัดน้อยกว่าโมเลกุลดีเอ็นเอ ความคงตัวเป็นพิเศษของเกลียวคู่ของ DNA ช่วยให้เกิดโมเลกุลที่ยาวมาก ซึ่งมีฐานนิวคลีโอไซด์นับล้าน อย่างไรก็ตาม ดีเอ็นเอมีความเสี่ยงต่อความเสียหายจากแสงอัลตราไวโอเลตมากกว่าอาร์เอ็นเอ

นอกเหนือจากความแตกต่างของโครงสร้างแล้ว RNA ยังเติมเต็มชุดหน้าที่กว้างกว่า DNA เซลล์สังเคราะห์ RNA โดยใช้ส่วนของโครโมโซมเป็นแม่แบบ Messenger RNA นำสำเนาของยีน DNA ไปยังไรโบโซม ซึ่งประกอบด้วยไรโบโซม RNA และโปรตีน ไรโบโซมอ่าน RNA ของผู้ส่งสารและรับ RNA การถ่ายโอนซึ่งทำหน้าที่เป็นเรือลากจูงขนาดเล็กที่ลากกรดอะมิโนที่จำเป็นไปยังไรโบโซม RNA อีกประเภทหนึ่งช่วยควบคุมการถอดรหัส DNA เป็น RNA หน้าที่ของ DNA คือการรักษาและส่งข้อมูลทางพันธุกรรมของแต่ละบุคคลอย่างซื่อสัตย์ ทำให้เครื่องจักรของเซลล์ใช้ข้อมูลเพื่อสร้างโปรตีนได้