Les deux molécules qui alternent pour former l'épine dorsale d'une chaîne polynucléotide sont:

* sucre (Plus précisément, un sucre pentose comme le ribose ou le désoxyribose)

* phosphate

Ces molécules sont liées ensemble par liaisons phosphodiester . Le sucre d'un nucléotide est connecté au phosphate du nucléotide suivant, formant une longue chaîne. Les bases azotées (adénine, guanine, cytosine et thymine ou uracile) sont attachées aux molécules de sucre et projettent vers l'extérieur de la chaîne.