在天然核酸中，除主要堿基外，還含有微量堿基衍生物。特別在tRNA中，含量較多。多數是主要堿基被甲基化的物質或其衍生物（甲基化核苷），但在tRNA中除此之外，還發現有脫氨基衍生物（次黃苷、1-甲基次黃苷等）、含硫衍生物（4-硫尿苷、2-硫胞苷等）和具有異戊烯基（isopentenyl）的衍生物[6－（△2-異戊烯基）腺苷，2-甲基-6－（△2-異戊基）腺苷等和5-核糖基尿嘧啶（假尿嘧啶苷）] 、二氫尿苷等多種微量堿基。這些微量堿基的作用還不十分清楚，但認為與核酸的結構和功能有著重要的關系。例如已知細菌感染上噬菌體時，由細菌固有的限制酶的作用被分解的現象，但其作用部位的堿基發生特異的甲基化時，則不受分解而進行繁殖。另外也已知很多tRNA的反密碼子和反密碼子相鄰的3′-側的微量堿基的存在與識別密碼子有關。多數微量堿基在形成核酸的一級結構以后，可通過酶的修飾作用而生成。
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