Высокая степень точности биосинтеза ДНК обусловлена как специфичностью взаимодействия между основаниями, так и взаимодействием фермента с атомными группами, расположенными инвариантно только в комплементарных нуклеотидных парах. Вытеснение основной части воды из области репликативной вилки является необходимым условием правильности спаривания оснований. При биосинтезе это вытеснение осуществляется ДНК-полимеразой, так что область включения нуклеотида во вновь синтезируемую цепь ДНК в основном экранирована от взаимодействия с окружающей средой. Однако это не исключает возможности проникновения отдельных молекул воды в эту область и взаимодействия некоторых участков образующейся пары с растворителем. Эти взаимодействия могут влиять на вероятность появления неправильных пар, способствуя возникновению одних из них (например, путем образования "водных мостиков" между основаниями) и препятствуя возникновению других. Этот доклад посвящен результатам изучения атомно-молекулярных механизмов влияния взаимодействия с водой на образование неправильных нуклеотидных пар. Нами проведено моделирование гидратации разных пар оснований нуклеиновых кислот методом Монте-Карло и вычисление объемов пространства вокруг гидрофильных атомов этих пар, доступных образованию водородных связей с водой. Были выявлены корреляции между энергетическими и структурными характеристиками гидратных оболочек, получаемыми методом Монте-Карло, и величинами доступных объемов. На основе полученных данных разработан метод оценки энергетических эффектов гидратации при комплексообразовании оснований или изменении конфигурации пар, требующий значительно меньших компьютерных ресурсов и позволяющий провести такие вычисления для большого количества взаимных положений природных и модифицированных оснований. Результаты расчетов показали существенный вклад взаимодействий вода-основание в образование ряда неправильных пар и позволили объяснить некоторые экспериментальные данные об относительных вероятностях образования этих пар, не находившие объяснения на атомно-молекулярном уровне без учета взаимодействий с водой.