דנ”א דומה לסולם מפותל. ושלבי סולם הדנ”א הם זוגות משלימים של בסיסים חנקניים. על פי כללי זיווג בסיס, אדנין, שהוא פורין, נקשר לתימין, שהוא פירימידין, עם שני קשרי מימן.וגואנין, שהוא פורין, מופיע עם ציטוזין, שהוא פירימידין, עם שלושה קשרי מימן. אך מדוע פורינים תמיד נקשרים לפירימידינים? בגלל אילוצים סטריים, שהם מגבלות מרחביות המוטלות על ידי עמוד השדרה של סוכר הפוספט של הדנ”א, רק 10.85 אנגסטרוםנחלל זמין לזוגות בסיס בסליל דנ”א כפול.לפורינים יש שני מבנה טבעתי כפול. לכן, שני פורינים יחד יהיו גדולים מכדי להיכנס למרחב זה. מצד שני, אם נחבר בין שני פירימידינים, הכוללים רק טבעת אחת, המרחק ביניהם יהיה גדול מכדי ליצור קשרי מימן, שהם באורך של כשני אנגסטרומים.יחד עם זאת, אם נקשר פורין ופירימידין, הם יתאימו באופן מושלם לתוך סליל הדנ”א ויהיו די קרובים זה לזה כדי ליצור קשרי מימן. קשרי מימן יכולים להיווצר כשאטום מימן הוא במרחק של כשני אנסטגרומים מאטום בעל אלקטרושליליות כגון חמצן או חנקן. לאדנין יש אטום מימן אחד הקרוב לחמצן ולתימין.ולתימין יש מימן אחד קרוב לחנקן ולאדנין. זה מוביל להיווצרות שני קשרי מימן. אדנין לא יכול ליצור קשרי מימן עם ציטוזין מפני שלציטוזין יש אטום מימן במקום שבו יימצאו החמצן והתימין.ואטום המימן הנמצא בתימין נעדר מציטוזין. תופעה דומה מתרחשת בזוג הבסיסים גואנין וציטוזין, שבו החמצן בגואנין וחמצן וחנקן בציטוזין ממוקמים כל אחד מול מימן, מה שמוביל להיווצרות של שלושה קשרי מימן, מה שלא קורה בזיווג בסיסים של גואנין ותימין. הספציפיות הגבוהה של זיווג בסיסים, וכן העזרה של אנזימי שכפול דנ”א, הם הסיבה לכך שאדנין נקשר תמיד לתימין וגואנין נקשר תמיד לציטוזין.