Los pares de bases son pares de nucleótidos unidos por un enlace de hidrógeno que se encuentra en el ADN y el ARN. Este material genético es típicamente de doble hebra, con una estructura que se asemeja a una escalera, y cada conjunto de pares de bases forma un solo peldaño de la escalera. Los pares de bases tienen una serie de propiedades interesantes que los convierten en temas de interés, y comprender cómo funcionan los pares de bases es importante para muchos genetistas.
Los nucleótidos que componen el ADN son adenina (A), timina (T), citosina (C) y guanina (G). En el ARN, la timina se reemplaza por uracilo (U). Juntos, estos pequeños compuestos químicos forman el código genético de un organismo, y su disposición codifica la producción de una serie de proteínas. La adenina solo se puede unir con la timina y la cistosina solo se puede unir con la guanina. Esto significa, por ejemplo, que cuando se examina una hebra de ADN, si hay una A en un extremo de un peldaño, una T debe estar en el otro.
La adenina y la guanina son dos tipos de moléculas conocidas como purinas, mientras que la timina y la citosina son pirimidinas. Las purinas son más grandes, con una estructura que impide que dos de ellas encajen en un peldaño de la escalera, mientras que las pirimidinas son demasiado pequeñas. Esto significa que la adenina no puede convertirse en un par de bases con la guanina y la timina no puede estar en un par de bases con la citosina.
Uno podría preguntarse razonablemente por qué la purina adenina no puede unirse con la pirimidina citosina y por qué la timina no puede unirse con la guanina. La respuesta tiene que ver con la estructura molecular de estos compuestos; la adenina no puede formar un enlace de hidrógeno con la citosina, al igual que la timina no puede formar un enlace de hidrógeno con la guanina. Estas propiedades dictan la disposición fundamental de los pares de bases, con el compuesto en un extremo del peldaño dictando qué compuesto estará en el otro lado.
Se necesitan numerosos conjuntos de pares de bases para formar un solo gen, y cualquier hebra dada de ADN puede contener numerosos genes además de secciones de lo que se conoce como «ADN no codificante», ADN que no parece tener ninguna función. El genoma humano contiene aproximadamente tres mil millones de pares de bases, lo que explica por qué tomó tanto tiempo secuenciar con éxito el genoma humano, y comprender la disposición de los pares de bases no ayuda a las personas a comprender dónde se encuentran genes específicos y qué hacen esos genes. En cierto modo, los pares de bases podrían considerarse el alfabeto que se utiliza para escribir el libro del código genético.