Kiedy DNA ulega denaturacji, wiązania wodorowe, które posiadają podwójną helisę, rozpadają się, oddzielając cząsteczkę DNA na dwie pojedyncze nici. Denaturacja następuje wraz ze wzrostem temperatury, według Iana VanLare, profesora Biologia w Tusculum College.
Temperatura topnienia DNA zależy od trzech czynników. Jedna to liczba par guaniny i cytozyny w próbce. Dzieje się tak, ponieważ pary G-C mają trzy wiązania wodorowe, podczas gdy pary adeniny i tyminy mają tylko dwa wiązania wodorowe. Drugim czynnikiem jest stężenie sodu. Zwiększone stężenie sodu zwiększa stabilność podwójnej helisy DNA, podczas gdy obniżone stężenie sodu powoduje, że podwójna helisa jest mniej stabilna. Wreszcie, długość hybrydy DNA wpływa również na temperaturę topnienia. Wynika to z faktu, że dłuższe hybrydy mają więcej wiązań wodorowych, które mogą ulec zniszczeniu podczas denaturacji.
Możliwe jest replikowanie jednej nici DNA po denaturacji. Naukowcy robią to, dodając krótki fragment DNA na jednym końcu pojedynczej nici. Ten fragment DNA nazywany jest podkładem. Następnie naukowiec dodaje enzym zwany polimerazy DNA. Enzym ten rozpoznaje zasady na pojedynczej nici DNA i dodaje komplementarne zasady do nowej nici DNA.
