Em biologia molecular e bioquímica, a direcionalidade é a orientação química relativa às extremidades duma cadeia de ácido nucleico. As duas extremidades de uma cadeia de ácido nucleico denominam-se extremidade 5' e extremidade 3'. A convenção química para numerar os átomos de carbono num anel de furanose dum nucleótido consiste em utilizar "plicas" com os números (e nas bases nitrogenadas números sem "plicas"), pelo que se diz de carbono 1' (um plica), 2' (2 plicas), 3', 4' e 5'. Como os nucleótidos se unem uns aos outros pelos substitutos unidos aos seus átomos 5' (onde está o fosfato) e 3' (onde há um OH), os ácidos nucleicos têm extremidades 5' (onde está o fosfato terminal livre) e 3' (onde está o OH terminal livre). As posições relativas das estruturas situadas ao longo da cadeia do ácido nucleico, como os genes e diversos sítios de ligação de proteínas, geralmente se diz que estão em direcção à extremidade 5' (upstream ) ou em direcção à extremidade 3' (downstream). A cadeia do lado esquerdo desenvolve-se, de cima para baixo, na direcção 5’ – 3’, e a cadeia do lado direito desenvolve-se, de baixo para cima, na direcção de 5’ – 3’.

Esta convenção é importante porque os ácidos nucleicos só se podem sintetizar in vivo em direcção 5'-3', porque a polimerase utilizada para sintetizar as novas cadeias une os novos nucleótidos à extremidade 3'-OH. Por convenção, as sequências de cada cadeia de ADN e ARN escrevem-se na direcção 5'-3'.

As duas cadeias que formam um ADN diz-se que são antiparalelas, isto é, desenvolvem-se em direcções opostas, isto é, à extremidade 3’ de uma cadeia corresponde a extremidade 5’ da outra cadeia.