El código genético se amplía continuamente con nuevas nucleobases diseñadas para satisfacer necesidades de investigación específicas. Estos nucleótidos sintéticos se utilizan para estudiar la dinámica y la especificidad de la ADN polimerasa e incluso pueden inhibir su actividad. La disponibilidad de una creciente diversidad química de nucleótidos permite abordar cuestiones relativas a su utilización por diferentes ADN polimerasas. Gran parte de los trabajos en este campo tratan de las ADN polimerasas de la familia A, por ejemplo, la ADN polimerasa I de Escherichia coli, que son ADN polimerasas implicadas en la replicación y cuya fidelidad es relativamente alta, pero los trabajos más recientes incluyen otras familias de polimerasas, incluida la familia Y, cuyos miembros se sabe que son propensos a errores. Este trabajo se centra en la capacidad de las ADN polimerasas para utilizar nucleótidos no naturales en las plantillas de ADN o como nucleósido trifosfato entrante. Más allá de la utilidad de los nucleótidos no naturales como sondas de la especificidad de la ADN polimerasa, estas entidades también pueden proporcionar información sobre las funciones de las ADN polimerasas cuando se encuentran con ADN dañado por agentes naturales. De este modo, los nucleótidos sintéticos permiten comprender mejor el modo en que las polimerasas tratan los nucleótidos no naturales, así como el potencial mutagénico de los nucleótidos no naturales.
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