Гуанін і тимін так само несумісні. A завжди поєднується з T, а G завжди поєднується з C оскільки це єдині комбінації, які дозволяють утворити водневий зв’язок, враховуючи просторові обмеження подвійної спіралі, яка вимагає наявності одного пурину та одного піримідину в кожній парі основ. 7 вересня 2021 р.

Хімічні структури тиміну та цитозину менші, а аденіну та гуаніну більші. Розмір і структура специфічних нуклеотидів змушують аденін і тимін завжди з'єднуватися разом, тоді як цитозин і гуанін завжди з'єднуються разом.

Діаметр спіралі ДНК становить 2 нм. Зазвичай це 3 кільця завширшки, пурини, такі як аденін і гуанін, мають 2 кільцеві структури, а піримідини, тимін і цитозин, є однією кільцевою структурою. Отже, пурини не можуть зв'язуватися один з одним (оскільки це стане структурою з 4 кілець).

Аденін не може сполучатися з цитозином оскільки пуринові та піримідинові основи з’єднуються лише в певних комбінаціях. Аденін з’єднується з тиміном A:T і гуанін з цитозином G:C. Аденін і тимін з'єднані двома водневими зв'язками через атоми, приєднані до положень 6 і 1.

Гуанін утворює три водневі зв’язки з цитозином, оскільки в цитозині аміногрупа діє як донор водневого зв’язку, а карбоніл C-2 і амін N-3 – як акцептори водневого зв’язку, а в гуаніні група при C-6 діє як акцептор водневого зв'язку, тоді як група N-1 і аміногрупа C-2 діють …

Правила Чаргаффа (надані Ервіном Чаргаффом) стверджують, що в ДНК будь-якого виду і будь-якого організму кількість гуаніну має дорівнювати кількості цитозину, а кількість аденіну має дорівнювати кількості тиміну.