Se han explorado nucleósidos no naturales para ampliar las propiedades y las aplicaciones de los oligonucleótidos. En este artículo se resumen brevemente los análogos de ácidos nucleicos en los que la base se modifica o sustituye por un grupo de apilamiento no natural para el estudio de las interacciones entre ácidos nucleicos. También describimos los nucleósidos análogos de una estructura que imita un par de bases que hemos examinado. Aunque los nucleósidos imitadores de pares de bases poseen una fracción de apilamiento simplificada de un grupo fenilo o naftilo, pueden utilizarse como análogos estructurales de los pares de bases Watson-Crick. Sorprendentemente, pueden adoptar dos conformaciones diferentes que responden a sus energías de interacción, y una de ellas es la conformación de apilamiento del grupo aromático no polar que provoca la inversión selectiva de la base opuesta en una doble hélice de ADN. Los nucleósidos imitadores de pares de bases pueden utilizarse para estudiar el mecanismo responsable del apilamiento de bases y del volteo de bases fuera de un dúplex de ácido nucleico.