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(shù)是主要堿基被甲基化的物質(zhì)或其衍生物（甲基化核苷），但在tRNA中除此之外，還發(fā)現(xiàn)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(rèn)為與核酸的結(jié)構(gòu)和功能有著重要的關(guān)系。例如已知細(xì)菌感染上噬菌體時(shí)，由細(xì)菌固有的限制酶的作用被分解的現(xiàn)象，但其作用部位的堿基發(fā)生特異的甲基化時(shí)，則不受分解而進(jìn)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(cè)的微量堿基的存在與識別密碼子有關(guān)。多數(shù)微量堿基在形成核酸的一級結(jié)構(gòu)以后，可通過酶的修飾作用而生成。