Duplicazione del DNA

L'animazione sottostante rappresenta una semplificazione del processo di trascrizione del DNA.
Un modello semiconservativo:

La duplicazione del DNA avviene secondo un modello detto semiconservativo, secondo il quale la molecola si apre come una cerniera e ciascuno dei due filamenti funge da stampo per gli altri due filamenti complementari, perciò ciascuna delle due molecole figlie é costituita da un filamento vecchio e uno nuovo.
L'inizio del processo:

1. despiralizzazione del DNA (rottura dei legami idrogeno tra le basi azotate);

2. la DNA elicasi si lega al filamento e forza l'apertura della doppia elica.

L'azione dell'elicasi consente l'apertura di una bolla di replicazione nei procarioti (o più bolle contemporaneamente negli eucarioti), formata da due forcelle di replicazione.
La fase di allungamento:

L'allungamento consiste nell'aggiunta progressiva di nucleotidi trifosfati complementari a quelli presenti nei due filamenti stampo di DNA, secondo le regole di appaiamento.

ADENINA - TIMINA e CITOSINA - GUANINA

I nucleotidi formano legami fosfodiesterici tra il gruppo ossidrile all'estremità 3' del filamento preesistente e il fosfato del nuovo nucleotide. L'energia è fornita dalla liberazione dei due gruppi fosfato.
L'appaiamento corretto è reso possibile da una categoria di enzimi chiamate DNA polimerasi. I due filamenti del DNA sono antiparalleli perciò uno, detto guida (o veloce), si trova nella corretta direzione (5' → 3') e la DNA polimerasi può procedere in modo continuo verso la forcella di replicazione, avendo bisogno di un solo innesco. Nel filamento 3' → 5' (o lento) la sintesi avviene a ritroso in pezzi detti frammenti di Okazaki, ciascuno dei quali richiede un innesco.

I frammenti sono poi uniti da una ligasi.