Curiosamente, los enlaces de hidrógeno no representan significativamente la estabilidad de la doble hélice. De hecho, las interacciones de apilamiento base contribuyen predominantemente a la estabilidad dúplex global.
A primera vista, el enlace de hidrógeno entre dos bases en el agua parece no ser energéticamente favorable porque aproximadamente el mismo número de enlaces de hidrógeno a las moléculas de agua del disolvente necesita ser intercambiado por enlaces de hidrógeno correspondientes entre las bases. Además, el emparejamiento de bases se acompaña de una penalización de entropía rotacional y traslacional para las bases participantes. Sin embargo, la formación de cada enlace de hidrógeno sucesivo entre un par de bases viene con poca pérdida de entropía adicional debido a la prealineación de las bases. Por otro lado, el sistema gana entropía debido a las moléculas de agua liberadas. Todos estos efectos se anulan aproximadamente entre sí, dejando el enlace de hidrógeno entre los pares de bases solo como un contribuyente menor a la estabilidad dúplex global [P. Yakovchuk, E. Protozanova y MD Frank-Kamenetskii. Apilamiento de bases y contribuciones de emparejamiento de bases a la estabilidad térmica de la doble hélice de ADN.
Por el contrario, las interacciones de apilamiento de bases juegan un papel decisivo en la estabilización de motivos de estructura secundaria de ácidos nucleicos. El apilamiento de bases es una interacción planar cara a cara no covalente entre los anillos aromáticos de dos bases consecutivas a lo largo de la misma cadena. Los anillos aromáticos de las bases son planas y fuertemente polarizables debido al sistema de electrones delocalizado extendido y exhiben un momento dipolar permanente. El apilamiento de bases es una combinación de varias interacciones no covalentes, incluidas las fuerzas de dispersión de van der Waals, las fuerzas electrostáticas y la repulsión de intercambio de corto alcance. De hecho, sigue siendo una pregunta abierta entre los investigadores cuál de las tres interacciones es el contribuyente dominante al apilamiento de bases.
Claro está, que diferentes pilas de bases contribuyen de manera diferente a la estabilidad general del dúplex de ADN. De acuerdo con Protozoanova et al. El apilamiento de GC es más favorable:
