Proces, w którym DNA tworzy dokładną kopię samego siebie, jest znany jako replikacja DNA i odbywa się na wielu etapach podczas replikacji komórek. Proces ten jest semikonserwatywny i występuje w jądrze komórki, w której znajduje się DNA.
Powielanie DNA rozpoczyna się od rozdziału dwuniciowego DNA na dwie oddzielne pojedyncze nici DNA. Dzieje się tak poprzez helikazę enzymatyczną. Enzym ten rozwija dwuniciowy DNA i tworzy widma replikacyjne w obrębie jego nici. Jednoniciowe białka wiążące działają razem z helikazą, aby zapewnić, że nowo powstałe nici DNA pozostają rozdzielone. Następnie polimeraza DNA może przyłączyć się do widełek replikacyjnych jednoniciowego DNA i poruszać się wzdłuż nici DNA w kierunku od 5 'do 3'. Ponieważ polimeraza DNA przesuwa się w dół nici DNA, dodaje komplementarne pary zasad do jednoniciowego DNA w celu utworzenia dwuniciowego DNA.
Replikacja DNA przez polimerazę DNA występuje z wiodącą i opóźnioną nicią. Nić wiodąca jest nicią DNA, która jest replikowana jako pierwsza, natomiast nić opóźniająca jest replikowana po wiodącej nici. Gdy polimeraza DNA dotrze do końca wiodących i opóźniających się nici, enzym dopełnia nici DNA i powstają dwa końcowe dwuniciowe związki DNA.
