DNA复制，是指以亲代DNA分子为模板合成一个新的子代DNA分子的过程。Watso四和Crick在提出DNA的双螺旋结构模型时就推论生物体内的DNA是以半保留复制方式进行复制的。后来，Meselson和Stahl用同位素15N标记亲代DNA的办法，以试验证实了Watson和Crick的推论。在DNA双链中，两条多核苷酸链的碱基互补，所以，在DNA复制过程中，两条多核苷酸链间的氢键断裂后，每条单链都可以作为模板，用于合成新的互补链。予代细胞出现的新的DNA双链，其中一条是从亲代完整地接受过来的，另一条是新合成的且与亲代链按碱基配对原则互补。因此，两个子代细胞的DNA双链，都和亲代细胞DNA序列完全一致。这种复制方式叫作半保留复制(semi - conservative replication)。遗传信息按这种方式准确地从亲代传给子代。
DNA的复制大致上分三个步骤：复制的起始，延长和终止。
（一）DNA复制的起始
复制的起始，是指参与复制的蛋白质识别复制起点，合成引物，在复制起点形成活性的引物模板复合物，并按碱基配对原则加上第一个核苷酸。
DNA复制在DNA分子上特定的起始点开始，称为复制起点。DNA复制从起始点开始双向进行，每个复制起点的左右各有一个终点，一个起点和它的两个终点组成一个复制单位，复制单位大小约7~ 30luln。真核生物在同一条DNA上有许多复制起点'由解链酶借助ATP的能量解开DNA双链。每个复制单位的双链被解开，形成一个“眼睛形”，在电镜下可以看到复制单位的两侧各有一个成叉状的复制又( replication fork)，如同眼睛的两个眼角。当两个复制单位的眼角碰到一起，即两个复制单位的复制终点。解开双链除解链酶外，还有引物酶及其他复制因子，AIP提供能量，主要用于使维持碱基配对的氢键断裂。
引物酶按碱基配对的规律合成RNA引物，故又称RNA聚合酶。引物的长度有十几个到几十个核苷酸不等，引物合成的方向是自5′端至3′端，因此已合成的引物必然保留一个3′-OH末端。在DNA聚合酶的作用下，新链的第一个脱氧核苷酸就加到OH的3′一末端上，形成磷酸二酯键。已聚合入引物链的脱氧核苷酸自然还保留自己的3′一OH末端，此时，复制叉的形状初步具备。
双链解开后，还须保持开链状态，使新加入的核苷酸有模板作为依据。单链DNA结合蛋白结合于开放的单链上，起稳定和保护单链模板的作用。
（二）复制的延长
1．DNA聚合酶DNA聚合酶的作用是在引物上逐个加入dNIP，使新链不断地延长，化学反应式如下：(dNMP)n+d1.1TP+(dNMP)。．+PPi。引物链寡核苷酸的3′端一OH基与三磷酸脱氧核苷心册的仅磷酸基反应生成3′，5 ′—磷酸酯键，dNTP上的β和γ磷酸基游离而生成焦磷酸PPi。合成新链末端又出现新的3′端一OH，可使下一个核苷酸加入进去。
DNA复制一共有5种DNA聚合酶参与：α、β、γ、δ和ε。DNA聚合酶除聚合活性外，还有核酸外切酶活性。外切酶具有方向性，3′→5′外切酶活性能够辨认并水解引物链3′端错 配的核苷酸，同时利用DNA聚合酶活性补回正确配对的核苷酸，使复制继续。DNA聚合酶 的这种功能叫做即时校读（proofread），对于保持复制的准确性，减少碱基错配起到重要作 用，据估计，DNA半保留复制中碱基错配率大约为1×109。
2．引物链延伸母链解开后两股单链均作为模板，聚合酶指引单核苷酸加入新链。由于DNA双链的走向相反，一链是5′端至3′端，其互补链为3′端至5′端，解链后，两股单链在复制又上的方向也是相反走向。由于复制过程中引物延伸方向总是5′端向3′端，故领头锭 (leading strands)可以顺着解链方向延伸，但随从链（lagging strands）复制方向与解链方向相反，不能顺着解链方向连续延长，必须等待下一段暴露出足够长度的单链时，随从链才能开 始延伸，所以，这股链不可能连续地复制。用电镜观察DNA复制过程，发现复制中DNA复 制又中有一股出现一些不连续的片段，至复制过程即将完成，这些片段才互相汇合。研究证 明，随从链的复制是由引物酶分段生成RNA引物，在各段引物的基础上分段延长。这种复制中的不连续片段叫做冈崎片段(Okazaki fragments)。
（三）复制的终止
DNA连接酶在复制的最后阶段起作用，把片段间留下的小缺口通过生成磷酸二酯键结合起来，成为真正的DNA子链。不仅随从链的冈崎片段需要连接，领头链同样也有引物水解留下的空隙需要填补。此外，DNA复制的同时，几乎与染色体蛋白，包括组蛋白类及非组蛋白类的合成同步进行。DNA复制完成后，随即装配成核蛋白并组成染色体。
