RNA中的情况会复杂很多，所以这里先考虑DNA。DNA中的碱基"恰好"以AT/CG互补配对占主导地位而其他形式是自由能不偏好的，这看起来似乎非常“巧”。单纯讨论核酸配对自由能的ontology大概是没有意义的，因为这只能说明"生来就是那个样子"。下面从代谢和进化两方面简单加以考虑。修过生化的童鞋都知道，碱基的合成特别是嘌呤的合成是一个极为复杂，需要消耗很多能量的过程。当然我对代谢一窍不通，但是学到这个过程的时候我和很多人的感觉都是一样的，就是这几乎是一个"设计"出来的过程。当然，大部分人都不会明显兹瓷"设计论"，而会说这是creationists蛊惑民众的阴谋。从某种意义上说，在自然界“发明”出嘌呤之前，它似乎也需要有储存遗传信息的方法。问题在于这个方法是什么？这就是abiogenesis这一领域的关键问题了。这里涉及到的时间节点甚至比"RNA世界"的年代还要古久得多，因为RNA中也包含嘌呤。当然我对abiogenesis也接触得很少......不作过多评论。
RNA的配合性质是很复杂的，而且碱基的变体也有很多。DNA的配对性质则十分简洁，这是DNA可以作为中心法则的中心的一个理由。那么DNA的互补配对性质得到"选择"的原因是什么呢？我的猜想是DNA的互补配对性质是伴随依赖核酸的核酸聚合酶的发展而得到选择的。简单说来，自然界“发现”自己优化依赖核酸的核酸聚合酶与核苷酸变体到适应DNA/RNA互补配对特异性在总体上是符合发展的需求的。这其中可能的原因是更高的碱基配对特异性可以使依赖核酸的核酸聚合酶合成的双链结构具有更高的稳定性。而因为DNA的化学性质导致自然界"找到"了AT/GC互补这一"局部最优解"，所以DNA的四元组合就一直沿用至今。
碱基的一对一配对，能保证遗传信息在传播过程中的稳定。DNA和RNA是遗传信息的载体，碱基就是密码，目前的原则可以让这个密码稳定地转运、复制和翻译。如果A同时对应T和C，那么一条核苷酸单链ATTG就会对应TAAC和CAAC两种，一个生物体内有多少碱基，就会产生多少的不唯一碱基对，而DNA的复制、转运、翻译是在不断发生的，这样造成的影响就是，DNA的内容在不断地不可控制地变化。不要说遗传到下一代，个体的存续都无法维持。那么，如果A对应A，T对应T，这样是否可以呢？这样也是一对一，但是……碱基配对需要碱基之间在一定条件下才会形成，同种物质之间产生这样配对的物理/化学变化……我觉得不太可能。至少在目前的ATCGU的体系下，我们知道这五个碱基都不会与自己配对。最后，我想说的是，这是一种有效的遗传信息载体，但这不代表这是唯一可行的。
从物理化学的角度来说，核酸碱基会互补配对的根本原因是：碱基是个杂环芳香分子。碱基的芳香性保证了所有碱基杂环上的原子都是共平面的，而且同一条链上相邻的两个碱基之间会通过相互作用产生碱基堆积现象（也就是说所谓的碱基堆积力其实就是两层芳香环之间的电子云重叠），这就保证了核酸双链或多链结构中碱基能分层有序排列。而杂环上的高电负性的氮和氧原子，则保证了碱基能够提供足够的氢键供体和受体原子，使得同层碱基之间能形成两个或以上的氢键，这就使得同层的碱基能够配对。
