De acordo com o Tech Museum of Innovation, o DNA é solúvel em água porque as moléculas de açúcar e fosfato que compõem a estrutura do DNA são hidrofílicas. As bases do DNA são hidrofóbicas, mas são protegidas da água pelo Estruturas de DNA das duas fitas de DNA.
Para que uma molécula seja solúvel em água, ela precisa ser uma molécula polar ou ter uma carga. H2O é uma molécula curvada com o oxigênio localizado no meio. O oxigênio é mais eletronegativo do que o hidrogênio, por isso atrai os elétrons com mais força, resultando em uma diferença parcial de carga entre os átomos de oxigênio e hidrogênio. Essas diferenças de carga fazem com que o hidrogênio e o oxigênio de diferentes moléculas de água sejam atraídos temporariamente um pelo outro em ligações de hidrogênio.
As moléculas polares têm átomos que são capazes de formar ligações de hidrogênio, normalmente grupos hidroxila (-OH) ou carbonila (C = O). A espinha dorsal do DNA consiste em moléculas alternadas de ribose (açúcar) e fosfato. O fosfato tem carga negativa, razão pela qual as macromoléculas de DNA são predominantemente negativas. A ribose tem vários grupos hidroxila que são capazes de formar ligações de hidrogênio com a água.
Curiosamente, a torção no DNA de fita dupla é causada pelas bases do DNA serem hidrofóbicas, enquanto os backbones são hidrofílicos. A torção comprime as bases e evita que a água entre no meio da molécula.
