Die Sprossen der DNA-Leiter bestehen aus komplementären stickstoffhaltigen Basenpaaren. DNA enthält vier verschiedene stickstoffhaltige Basen: Adenin, Thymin, Cytosin und Guanin. Die stickstoffhaltigen Basen werden in Purine und Pyrimidine unterteilt; jede Sprosse des DNA-Moleküls enthält ein Purin und ein Pyrimidin, die miteinander verbunden sind.
Die Purine sind Adenin und Guanin; die Pyrimidine sind Thymin und Cytosin. Die Purine sind größer als die Pyrimidine; Daher kann nur einer von jedem auf eine Sprosse passen. Die Regeln der Basenpaarung schreiben vor, dass sich Adenin mit Thymin und Guanin mit Cytosin verbindet.
Die Seiten der DNA-Leiter enthalten abwechselnd Zucker- und Phosphatmoleküle. Die stickstoffhaltigen Basen sind über ein Kohlenstoffatom am Zuckermolekül an den Seiten der Leiter angebracht. Der Komplex, der eine stickstoffhaltige Base enthält, die an ein Zuckermolekül gebunden ist, wird als Nukleosid bezeichnet. Der Komplex, der aus der Bindung von Zuckermolekül, Phosphatmolekül und stickstoffhaltiger Base entsteht, wird als Nukleotid bezeichnet. Sich wiederholende Nukleotid-Untereinheiten bilden jede Seite des DNA-Moleküls.
