PNA 是由 2 -氨乙基-甘氨酸键组成肽 ( 聚酰胺 )的骨架替代了普通核酸中核糖磷酸二酯键的骨架而构成的。 PNA 以 Watson 2 Crick 碱基配对原则识别互补的 DNA 和 RNA 靶序列并形成螺旋结构 , 第二个 PNA 分子能与 PNA - DNA ( 或 RNA) 双螺旋以Hoogsteen 碱基配对方式形成 PNA - DNA( 或 RNA) -PNA 三螺旋结构。 PNA 是不带电荷的中性非手性分子 , 所以 PNA -DNA( 或 RNA) 杂交形成的双螺旋结构非常稳定。此外 ,PNA 与 DNA( 或 RNA) 杂交的亲和力强 , 专一性高 , 其中 PNA - RNA 中的 RNA不被 RNase H 降解。

PNA 不易被蛋白酶或核酸酶降解 , 使 PNA 在血清及细胞提取物中的稳定性提高。研究表明 ,PNA 在体内和体外的寿命都相当长 , 而且在很宽的pH 范围内都相当稳定。某些蛋白质与 DNA 或RNA 有亲和力 , 与它们发生相互作用 , 而 PNA 几乎不与这些蛋白质作用 , 从而提高了 PNA 在细胞内选择性结合靶序列的能力。