Viisi emästä ovat adeniini, guaniini, sytosiini, tymiini ja urasiili, joilla on vastaavasti symbolit A, G, C, T ja U. Emäksen nimeä käytetään yleensä nukleotidin nimellä, vaikka tämä on teknisesti virheellinen. Emäkset yhdistyvät sokerin kanssa nukleotideista adenosiiniksi, guanosiiniksi, sytidiiniksi, tymidiiniksi ja uridiiniksi.
Nukleotidit nimetään niiden sisältämien fosfaattijäämien lukumäärän perusteella. Esimerkiksi nukleotidille, jolla on adeniiniemäs ja kolme fosfaattijäännöstä, nimettäisiin adenosiinitrifosfaatti (ATP). Jos nukleotidissä on kaksi fosfaattia, se olisi adenosiinidifosfaattia (ADP). Jos on yksi fosfaatti, nukleotidi on adenosiinimonofosfaatti (AMP).
Vaikka suurin osa ihmisistä oppii vain viisi nukleotidityyppiä, on muitakin, mukaan lukien esimerkiksi sykliset nukleotidit (esim. 3'-5'-syklinen GMP ja syklinen AMP.) Emäkset voidaan myös metyloida erilaisten molekyylit.
molemmat DNA- ja RNA käytä neljää emästä, mutta ne eivät käytä kaikkia samoja. DNA käyttää adeniinia, tymiiniä, guaniinia ja sytosiinia, kun taas RNA käyttää adeniinia, guaniinia ja sytosiinia, mutta siinä on urasiili tymiinin sijasta. Molekyylien kierteet muodostuvat, kun kaksi komplementaarista emästä muodostavat vety- sidoksia toistensa kanssa. Adeniini sitoutuu tymiinin (A-T) kanssa DNA: ssa ja urasiilin kanssa RNA: ssa (A-U). Guaniini ja sytosiini komplementoivat toisiaan (G-C).
Muodostaaksesi nukleotidin, emäs kytkeytyy riboosin tai deoksiriboosin ensimmäiseen tai primaariseen hiileen. Sokerin numero 5 hiili liittyy fosfaattiryhmän happea. DNA- tai RNA-molekyyleissä fosfaatti yhdestä nukleotidistä muodostaa fosfodiesterisidoksen numeron 3 hiilen kanssa seuraavassa nukleotidisokerissa.
Adeniinin kemiallinen kaava on C5H5N5. Adeniini (A) sitoutuu tymiiniin (T) tai urasiiliin (U). Se on tärkeä perusta, koska sitä käytetään paitsi DNA: ssa ja RNA: ssa myös energian kantajana molekyylin ATP, kofaktorin flaviiniadeniinidinukleotidi ja kofaktorin nikotiinamidiadeniini dinukleotidi (NAD).
Vaikka ihmisillä on taipumus viitata nukleotideihin emästensä nimillä, adeniini ja adenosiini eivät ole samoja asioita. Adeniini on puriiniemäksen nimi. Adenosiini on suurempi nukleotidimolekyyli, joka koostuu adeniinista, riboosista tai deoksiriboosista ja yhdestä tai useammasta fosfaattiryhmästä.
Puriin guaniinin kemiallinen kaava on C5H5N5O. Guaniini (G) sitoutuu vain sytosiiniin (C) sekä DNA: ssa että RNA: ssa.
Sytosiini voi muuttua spontaanisti urasiiliksi. Jos mutaatiota ei korjata, tämä voi jättää urasiilitähteen DNA: han.
Uracil on heikko happo jolla on kemiallinen kaava C4H4N2O2. Urasiili (U) löytyy RNA: sta, missä se sitoutuu adeniiniin (A). Urasiili on tymiinin emäksen demetyloitunut muoto. Molekyyli kierrättää itsensä joukon fosforibosyylitransferaasireaktioita.