Соединение нуклеотидов в одной цепи происходит между дезоксирибозой одного нуклеотида и фосфорной кислотой другого- так образуется полимерная цепь. Азотистые основания нуклеотидов могут образовывать водородные связи в строго определенной последовательности. Эта особенность называется правилом комплементарности. Согласно ему тимин может связываться с аденином, гуанин с цитозином. Между ГЦ всегда возникает тройная водородная связь, а между AT - двойная.
Такое взаимодействие играет важную роль в фундаментальных процессах хранения и передачи генетической информации: репликации ДНК, обеспечивающей передачу генетической информации при делении клетки, транскрипции ДНК в РНК при биосинтезе белков, хранении генетической информации в ДНK.