Die Basen (Adenin, Thymin, Guanin, Cytosin) sind über Wasserstoffbrücken (schwächere Bindungskräfte) miteinander verbunden und sorgen dafür, dass die beiden Holme auch im schraubenförmigen Zustand der Strickleiter verknüpft bleiben und im gleichen Abstand nebeneinander liegen. Die Desoxyribosemoleküle stehen senkrecht zu den Basen und die Ebenen der Basen stehen senkrecht zur gemeinsamen gedachten Achse.

Die Basenabfolge in einer Kette ist zwar beliebig, aber für ein bestimmtes DNA-Molekül meist charakteristisch. Nach dem Prinzip der komplementären Basenpaarungen bestimmt die Reihenfolge der Basen in der einen Kette die Abfolge der Basen in der zweiten Kette.
Bestimmte Abschnitte der DNA, die so genannten Gene, kodieren genetische Informationen. Gene enthalten „Baupläne“ für Proteine oder Moleküle, welche bei der Proteinsynthese oder Regulation des Stoffwechsels einer Zelle beteiligt sind. Die Reihenfolge der Basen bestimmt dabei die genetische Information.
Die Basenabfolge (Basensequenz) eines Genabschnitts der DNA wird zunächst durch die Transkription in die komplementäre Basensequenz eines so genannten Ribonukleinsäure-Moleküls überschrieben (RNA, RNS).
RNA enthält im Unterschied zu DNA den Zuckerribose anstelle von Desoxyribose und die Base Uracil anstelle von Thymin. Als Kopie eines Teils der Information eines DNA-Einzelstrangs dient die RNA dann im Cytoplasma als Bauanleitung für die Herstellung eines Proteins.

Die Reduplikation (Replikation) beschreibt die Vervielfältigung des Erbinformationsträgers DNA einer Zelle. Es handelt es sich um die genaue Verdoppelung der DNA. Die Replikation wird in der Regel nur in einer bestimmten Phase des Zellzyklus angestoßen: Bei den Eukaryoten während der Synthese-Phase, auch S-Phase, und vor einer Zellteilung (Mitose). Die Vervielfältigung erfolgt „semikonservativ“, das heißt der ursprüngliche DNA-Doppelstrang wird in seine Einzelstränge getrennt. An diesen werden komplementäre Stränge neu gebildet. So liegen als Ergebnis zwei identische Doppelstränge vor. Die Natur hat sich also ein raffiniertes System ausgedacht, mit dem aus zwei Einzelsträngen zwei Doppelstränge entstehen. Die verdoppelten DNA-Moleküle bestehen je zur Hälfte aus einem alten und einem neuen Strang.

Die DNA-Polymerase ist das Kopierwerkzeug, weil es aus vielen DNA-Gen-Buchstaben eine genaue Kopie des früheren Strangpartners zusammenknüpft. Welcher Gen-Buchstabe in der richtigen Reihenfolge anzuknüpfen ist, fällt der DNA-Polymerase sehr leicht. Zu einem bestimmten Gen-Buchstaben passt immer nur einer von vier möglichen Partnern. So passt der Gen-Buchstabe Adenin immer nur zum Thymin, Thymin verbindet sich immer nur mit Adenin. Auch Cytosin und Guanin bilden zusammen ein Basen-Paar.

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