Les paires de bases dans l'ADN sont l'adénine à la thymine et la guanine à la cytosine. Dans l'ARN, elles sont l'adénine à l'uracile et la guanine à la cytosine.
Une paire de bases est constituée de deux nucléotides. Les nucléotides, situés sur des brins opposés d'ADN ou d'ARN, sont attirés les uns aux autres par une liaison hydrogène. Ces liaisons maintiennent le brin ensemble dans une formation en double hélice. La double structure est une redondance qui agit comme un système de sauvegarde pour stocker les informations génétiques.
Les paires de bases facilitent la transcription, qui est le processus par lequel l'information génétique codée dans l'ADN est transférée à l'ARN. L'information est transportée dans un seul des deux brins d'ADN, appelé brin codant. Chaque nucléotide du brin codant a un nucléotide complémentaire dans l'autre brin, appelé brin matrice.
Les paires Watson-Crick sont les paires de bases d'ADN et d'ARN standard. Dans l'ADN, l'adénine se lie à la thymine tandis que la guanine se lie à la cytosine. Les mêmes paires s'appliquent à l'ARN, sauf que l'uracile remplace la thymine. Les molécules d'uracile et de thymine ont une forme très similaire, ce qui leur permet de former les mêmes types de liaisons hydrogène avec l'adénine.
Il existe cependant des paires de liaisons alternatives qui résultent d'autres liaisons hydrogène. Dans une paire de bases oscillantes, la guanine se lie à l'uracile, l'hypoxanthine se lie à l'uracile, l'hypoxanthine se lie à l'adénine et l'hypoxanthine se lie à la cytosine. Une paire de bases Hoogsteen est une autre formation alternative. Hoogsteens et wobbles se produisent le plus souvent dans l'ARN et sont très complexes.
