duplicarea bicatenei de ADN. În procesul duplicării fiecare din cele două catene acționează ca un model sau matrice pentru formarea unei catene complementare noi. Astfel, dacă inițial există o singură pereche, după replicarea ADN apar două perechi de catene de ADN, care posedă aceeași structură. Structura ADN explică reproductibilitatea unei anumite secvențe de baze în moleculele de ADN ale unei specii date. Dacă informația conținută într-o anumită secvență de baze nu s-ar reproduce cu mare exactitate, transmiterea informației genetice de la părinți la descendenți, nu s-ar putea realiza, n-ar exista ereditate. Așadar, ori de câte ori celula se reproduce, structura ADN trebuie să fie copiată sau replicată. Replicarea cu precizie a structurii are loc după despiralizarea celor două catene, una de pe cealaltă, iar apoi, fiecare catenă servește ca tipar, ca matrice pentru producerea complementului său. Prin formarea unor punți de hidrogen, dezoxinucleotizii liberi, existenți în mediu, sunt determinați să se împerecheze, în mod specific, cu dezoxinucleotizii complementari lor aflați în catena-matrice. Astfel, adenina dintr-un nucleotid liber se va împerechea numai cu timina din catena de ADN-matrice, guanina dintr-un nucleotid liber – cu citozina dintr-o catenă de ADN și așa mai departe. De exemplu dacă catena-matrice are structura: TCAGTCAG…, în noua catenă vor fi incluși nucleotizii complementari: AGTCAGTC… Realizarea de legături glucido-fosfatice între nucleotizii succesivi, pe măsură ce aceștia vin în contact cu matricea, are ca rezultat formarea unei structuri bicatenare, în care catena nouă a fost specificată de cea veche care a funcționat ca matrice. Faptul că fiecare catenă în parte poate să funcționeze ca matrice pentru formarea unei catene complementare ei, face ca în felul acesta să ia naștere două molecule fiice identice cu molecula bicantenară inițială parentală. În acest fel, fiecare moleculă- fiică este pe jumătate veche, pe jumătate nouă; una dintre catene a fost sintetizată de novo în totalitatea ei, pe când cealaltă a rămas așa cum a fost. Acest tip de replicare moleculară a fost denumit semiconservativ (de către M. Delbriick și G.S. Stent, 1957). Mecanismul replicare semiconservative a ADN a fost relevat la bacterii (Escherichia coli) de către M. Meselson și F.W. Stahl (1958) prin folosirea unor medii de cultură cu N15 și N14. Sinteza ADN in vitro realizată de A. Komberg (1961) a demonstrat că sinteza ADN poate avea loc numai în prezența unei catene de ADN preexistente, care inițiază sinteza, denumită primer.