As duas moléculas que alternam para formar a espinha dorsal de uma cadeia de polinucleotídeos são:

* açúcar (especificamente, um açúcar de pentose como ribose ou desoxirribose)
* fosfato

Essas moléculas estão ligadas por títulos de fosfodiester . O açúcar de um nucleotídeo é conectado ao fosfato do próximo nucleotídeo, formando uma cadeia longa. As bases nitrogenadas (adenina, guanina, citosina e timina ou uracil) são ligadas às moléculas de açúcar e se projetam para fora da cadeia.