Proces replikacji DNA przyjmuje jedną rodzicielską cząsteczkę DNA i tworzy dwie córki DNA. Proces ten zachodzi w jądrze komórki i występuje podczas cyklu komórkowego w komórkach eukariotycznych.
Powielanie DNA rozpoczyna się od enzymu helikazy, który rozpakowuje macierzystą cząsteczkę DNA. W pełni nienaruszona cząsteczka DNA jest dwuniciowa i skręcona, tworząc helisę. Spirala musi zostać rozwinięta, a wiązania wodorowe pomiędzy każdą parą zasad w nici DNA muszą zostać przerwane, aby mogła nastąpić replikacja DNA. Po rozpakowaniu dwóch nici, enzymowa polimeraza DNA wiąże się z jedną z nici DNA i zaczyna przesuwać się w górę nici DNA. Gdy się porusza, polimeraza DNA syntetyzuje nowe pary zasad, które są komplementarne do odsłoniętych par zasad DNA. Każda nowa para zasad wiąże się z komplementarną parą zasad poprzez kowalencyjne wiązania chemiczne. Ponieważ polimeraza DNA porusza się w górę pierwszej nici DNA, inny enzym polimerazy DNA przesuwa się w dół drugiej nici DNA. Gdy oba enzymy polimerazy DNA osiągną koniec ich jednoniciowych cząsteczek DNA, istnieją dwie w pełni replikowane, dwuniciowe cząsteczki DNA. Dwie cząsteczki są częściowo konserwatywne, ponieważ każda z nich ma jedną nić rodzicielskiego DNA.
