תחליפי חומצות אמינו הן תרכובות מלאכותיות שמהוות תחליף מבני למולקולות RNA וDNA במחקרי ביולוגיה מולקולרית ורפואה. בעוד חומצות גרעין שאנו מוצאים בטבע מורכבות מבסיס חנקני (המבדיל בין נוקלאוטידים שונים), חד סוכרים (ריבוז או דאוקסיריבוז, עבור רנ"א או דנ"א, בהתאמה), וקבוצות פוספאט תחליפים יכולים לבוא עם שינויים בכל אחד משלושת המרכיבים.
במאי 2014 הצליחו החוקרים לשלב שני נוקלאוטידים מלאכותיים לתוך חומצות אמינו ולשכפל את הבקטריה שנשא אותן 24 דורות.