Zasady Erwina Chargaffa dotyczące równoważności DNA utorowały drogę do odkrycia parowania zasad w DNA. Reguły Chargaffa mówią, że w dwuniciowej cząsteczce DNA,

ilość adeniny (A) jest równa ilości tyminy (T);
ilość guaniny (G) jest równa ilości cytozyny (C); oraz
suma puryn, A i G, jest równa sumie pirymidyn, C i T (tj. A+G = C+T).

Późniejsze prace Watsona i Cricka ujawniły, że w dwuniciowym DNA A zawsze tworzy dwa wiązania wodorowe z T, a G zawsze tworzy trzy wiązania wodorowe z C. Ta para zasad utrzymuje stałą szerokość podwójnej helisy DNA, ponieważ obie pary A-T i C-G mają długość 10,85A i idealnie mieszczą się między dwoma szkieletami cukrowo-fosforanowymi.

Pary zasad powodują, że zasady azotowe są niedostępne dla innych cząsteczek, dopóki wiązania wodorowe się nie rozdzielą. Jednak określone enzymy mogą łatwo zerwać te wiązania wodorowe, aby przeprowadzić niezbędne procesy komórkowe, takie jak replikacja DNA i transkrypcja. Ponieważ para G-C ma więcej wiązań wodorowych niż para A-T, DNA o wysokim procencie par G-C będzie potrzebowało większej energii do rozdzielenia dwóch nici DNA niż DNA o podobnym procencie par AT.

Podstawowe analogi jako medycyna

Prawidłowe parowanie zasad jest niezbędne do wiernej replikacji DNA. Analogi zasad to cząsteczki, które mogą zastąpić standardowe zasady DNA podczas replikacji DNA. Analogi te są skutecznymi środkami przeciwwirusowymi i przeciwnowotworowymi przeciwko chorobom takim jak zapalenie wątroby, opryszczka i białaczka. Acyklowir, znany również jako acykloguanozyna, jest podstawowym analogiem guaniny i jest powszechnie stosowany w leczeniu wirusa opryszczki pospolitej. Część guaninowa acyklowiru łączy się z adeniną jak zwykle podczas replikacji DNA; jednak ponieważ nie ma końca nukleotydu 3′, polimeraza DNA nie może dalej tworzyć par zasad, a replikacja się kończy.