由結構來看,即使核酸酵素擁有聚合及剪接功能,卻不具有反應性較高的基團。這樣的弱點正好可以由輔酶補足,輔酶的功能是在催化過程中提供一個空間,做為基團轉移的暫時儲存區,或提供強而有力的反應基團,以增強酵素的催化能力。輔酶如果要扮演好這一個輔助的角色,勢必要跟酵素有所接觸,像是 NAD+、FAD 及 CoA 上的核苷酸,應該就是與核酸酵素連接的結構。這些輔酶藉由核苷酸的腺嘌呤與核酸酵素上的尿嘧啶,以氫鍵做鹼基配對,才能使酵素功能更趨於盡善盡美。
其次,在早期的生命環境裡,藉由適當能量的供給,得以快速演化出新奇的分子。以 ATP 來說,除了攜帶的鹼基及核醣磷酸結構都是 RNA 的單位分子外,它之所以能成為能量攜帶者,主要是因為它的三磷酸鹽的部分含有 4 個負電的氧原子,會產生較大的靜電排斥效應,使得兩個磷酸酐鍵成為高能的鍵結。一旦水解,彼此間的斥力便會隨著負電荷的遠離而減小,如同一個隨時可以引爆的壓力鍋,可以釋放較大的能量。
另外,ATP 水解後的產物會因為離子化的作用,而比原來的反應物更穩定,也會有更好的水合作用。而且產物有較多的未定域電子,因此共振穩定能比較大。在這 3 個結構基礎上,根據計算的結果,一個 ATP 分子水解,能使反應物與產物的平衡濃度增加 108 倍,釋放的能量比較多,反應也就越快發生,越容易達到平衡。因此,上述的輔酶系統及能量分子可以說是 RNA 的近親,以及 RNA 世界的參與者。在這些可供利用的能量分子中,獨缺 TTP 的存在,也無 dTTP 的參與,這似乎也說明了 RNA 比 DNA 更早出現在生命的舞台上。
如果以嘧啶和嘧啶配對,會因為兩者的體積太小和距離太遠,無法有效形成穩定的氫鍵。另一方面,如果以嘌呤和嘌呤配對,則會因為兩者的體積太大,空間上過於擁擠狹小,而完全沒有機會形成氫鍵。兩股間最完美的配對必須是腺嘌呤(A)與胸腺嘧啶(T)形成兩個氫鍵(通常以 A = T 表示),鳥糞嘌呤(G)與胞嘧啶(C)間形成 3 個氫鍵(C ≡ G)。也就是說,這個方式可以達到最適當的空間排列及最穩定的鍵結。
氫鍵、疏水性作用與鹼基堆疊的力量,是穩定 DNA 雙螺旋結構的主要因素。因此,DNA 以雙螺旋的形式,把 A、T、C、G 等 4 個鹼基埋在分子骨架內側,使它們受到外力破壞而引起突變的機率大為降低。即使如此,這種天然的保護裝置並非無懈可擊,因為 DNA 兩股的磷酸根帶有比較強的負電荷,容易使兩股間產生斥力,造成雙螺旋結構瓦解,使得 DNA 變性。
在細胞環境下,精胺酸、離胺酸等鹼性胺基酸構成的組蛋白,能中和 DNA 磷酸根的負電荷而緩和了這個不安定的因素。由於精胺酸與離胺酸的 pKa 值分別是 12 與 10,在 pH 約為 7 的生理條件下帶正電荷,使得組蛋白與 DNA 有更大的結合力,進而纏繞成染色體。
事實上,除了磷酸根存在的不安定因素外,DNA 鹼基常有不當修飾或缺損的情形發生。例如,腺嘌呤氧化脫胺成為次黃嘌呤、胞嘧啶氧化脫胺成為尿嘧啶、嘧啶間形成二聚體、嘌呤被甲基化等。這些異常的鹼基都會藉由細胞中具有專一性辨識損壞 DNA 的醣苷酶來移除,再進行後續的修補,否則就會產生不可預期的突變。
現今研究指出,以人為的方式讓尿嘧啶(U)無法被甲基化成為胸腺嘧啶(T),而使得U大量累積。這樣一來,當 DNA 複製時找不到可以和腺嘌呤(A)配對的T,而以U取代T。但是,這個 A:U 配對的雙螺旋 DNA 與組蛋白纏繞成的染色體,結構比較不穩定,容易斷裂。這個結果更說明了,以 RNA 形式來正確地貯存遺傳訊息的可能性相當低。