La replicación comienza cuando la enzima helicasa desenrolla la hélice y rompe los puentes de hidrógeno que mantenían unidas a las dos cadenas del ADN. Una de la cadenas llamada líder, se sintetiza en forma contínua y en dirección 5´- 3´. Mucho más compleja es la síntesis de la cadena complementaria, llamada rezagada.La ADN polimerasa no puede por si sola adicionar nucleótidos sino cuenta con un extremo 3´libre de una cadena en crecimiento. La enzima ARN primasa sintetiza a partir del punto de inicio, un corto segmento de ARN llamado cebador. Este tramo ofrece un extremo 3´libre para que la ADN polimerasa continúe la adición de nuevos desoxirribonucleótidos. La ADN polimerasa I desplaza a la ADN pol III y remueve al tramo de ARN cebador reemplazándolo por ADN. Finalmente, una enzima llamada ADN ligasa, establece puentes fosfodiéster entre el extremo 3´de la cadena en crecimiento y el extremo 5´del tramo ya existente. Durante la replicación, la cadena líder es sintetizada en forma contínua, mientras que la cadena rezagada crece discontinuamente.