這個是要看從哪個方面來思考了。

如果從物理結構上來看，3端和5端磷脂鍵似乎沒有區別，只是脫氧核糖上兩個羥基被取代，體內也存在酶能夠連線缺刻nick。既有3斷外切酶，也有5端外切酶。似乎酶本身向哪個方向走都可以。因此我猜測，在生命出現的早起，DNA的複製，只是DNA小片段的物理複製，那時候沒有功能蛋白質出現，兩個方向的複製都是可以的，甚至是兩個方向同時複製。最早的DNA片段發生的是無酶催化複製，選擇3端延伸還是5端延伸的機率應當看這兩種成鍵方式的能量對比。

但是進化上來看，區別就大了。現在生物體看到的是酶催化的dna複製，是蛋白質和核酸共同的作用。基因是從5"向3"延伸的，那麼同樣順序複製的DNA，在複製期間，出現了部分轉錄翻譯原件，就可以涉及到蛋白質的表達，就可以經歷突變選擇，而反相合成則要全部合成以後，才能產生功能蛋白質分子。所以進化上來看，DNA的複製和基因的讀碼框方向一致是一個巨大的進化優勢。不理解這個的人，可以想一想三聯密碼子的方向，都是5"位置嚴格，3"位置鬆散，這和DNA的複製方向應當有關聯。

綜上所述，生物學上的一些基礎選擇，比如手性氨基酸的選擇，密碼子在不同物種的選擇，核糖和脫氧核糖的選擇，最早都是分子本身物理特性決定的，但是生命體系建立以後，進化的壓力選擇就成了主導方向。