Selon le Tech Museum of Innovation, l'ADN est soluble dans l'eau car les molécules de sucre et de phosphate qui composent le squelette de l'ADN sont hydrophiles. Les bases de l'ADN sont hydrophobes mais sont protégées de l'eau par le Les squelettes d'ADN des deux brins d'ADN.
Pour qu'une molécule soit soluble dans l'eau, elle doit être une molécule polaire ou avoir une charge. H2O est une molécule courbée avec l'oxygène situé au milieu. L'oxygène est plus électronégatif que l'hydrogène, il attire donc les électrons plus fortement, ce qui entraîne une différence de charge partielle entre les atomes d'oxygène et d'hydrogène. Ces différences de charge font que l'hydrogène et l'oxygène de différentes molécules d'eau sont temporairement attirés l'un vers l'autre par des liaisons hydrogène.
Les molécules polaires ont des atomes capables de former des liaisons hydrogène, généralement des groupes hydroxyle (-OH) ou carbonyle (C=O). Le squelette de l'ADN est constitué d'une alternance de molécules de ribose (sucre) et de phosphate. Le phosphate est chargé négativement, c'est pourquoi les macromolécules d'ADN sont principalement négatives. Le ribose possède plusieurs groupes hydroxyle capables de former des liaisons hydrogène avec l'eau.
Il est intéressant de noter que la torsion de l'ADN double brin est causée par le fait que les bases de l'ADN sont hydrophobes tandis que les squelettes sont hydrophiles. La torsion comprime les bases plus près les unes des autres et empêche l'eau de pénétrer au milieu de la molécule.
