PNA以链侵占（即链置换）方式识别靶DNA链，形成PNA-DNA，PNA2-DNA。研究表明，结合于DNA嘌呤富含区的PNA可阻止DNA的复制和转录。Lee等发现，与HIV-1基因的引物结合位点互补的PNA或PNA-DNA异源双链体能完全阻断 tRNA3-Lys的结合，从而阻断HIV-1逆转录酶的体外转录的起始。针对HIV-1 gag-pal跨读框基因的PNA能抑制HIV-1在被感染的细胞内复制.E2蛋白主要调节人乳头瘤病毒的复制和转录，PNA能特异地E2蛋白结合，抑制E2蛋白的活性，从而阻止人乳头瘤病毒在体内的复制。HCV复制过程中NS3解链酶起重要作用，而PNA-DNA（或RNA）异源双链体对NS3解链酶不敏感，故PNA可通过抑制解链酶而阻止HCV基因的复制。可见，病毒基因组可作为PNA的靶基因，可将PNA开发为有效的抗病毒药物。

生理盐浓度下，PNA与超螺旋质粒DNA的结合较线型 DNA的快，而具有转录活性的染色体多为负超螺旋，因此，PNA与dsDNA的结合大大加强。研究表明，PNA-dsDNA链置换复合物能作为真核生物和原核生物RNA聚合酶的人工强启子，故从另一个角度讲，可将PNA开发为一种新型的特异性基因活化药物。最近研究显示，链置换复合物中的D环（D-Loop）可作为RNA聚合酶的启动子而诱导γ-珠蛋白基因高表达，有望用于治疗镰状细胞贫血和地中海贫血。