DNA-replicatie is vergelijkbaar met transcriptie in zijn meest algemene idee: een polymerase enzym leest een bundel DNA één nucleotide per keer, het neemt een willekeurig nucleotide uit het nucleoplasma, en als het complementair is aan het nucleotide in het DNA, voegt de polymerase het toe aan de nieuwe bundel die het creëert., Natuurlijk, zijn er significante verschillen tussen replicatie en transcriptie ook, niet het minst waarvan is dat beide bundels van DNA gelijktijdig worden gelezen om twee nieuwe bijkomende bundels tot stand te brengen die uiteindelijk in een volledig en bijna perfect exemplaar van een volledig organismaalgenoom zullen resulteren.

Figure \(\Paginindex{7}\). DNA-replicatie. Voorafgaand aan de ontdekking van de enzymen betrokken bij replicatie, werden drie algemene mechanismen voorgesteld., In conservatieve replicatie, blijven de originele bundels van DNA verbonden aan elkaar, terwijl nieuw gemaakte DNA zijn eigen dubbel-helix vormt. Semi-conservatieve replicatie stelt de creatie van hybride Oud-nieuwe dubbele helices. Dispersieve replicatie voorgestelde molecules samengesteld uit gerandomiseerde fragmenten van dubbel-Oud en dubbel-nieuw DNA.

een van de belangrijkste concepten van DNA-replicatie is dat het een semi-conservatief proces is (Figuur \(\Paginindex{7}\))., Dit betekent dat elke dubbele helix in de nieuwe generatie van een organisme bestaat uit een complete “Oude” streng en een complete “nieuwe” streng om elkaar heen gewikkeld. Dit is in tegenstelling tot de twee andere mogelijke modellen van DNA-replicatie, het conservatieve model, en het dispersieve model. Een conservatief mechanisme van replicatie stelt voor dat het oude DNA slechts als malplaatje wordt gebruikt en niet in de nieuwe dubbel-helix wordt opgenomen. Zo heeft de nieuwe cel één volledig nieuwe dubbele helix en één volledig oude dubbele helix., Het dispersieve model van replicatie stelt een eindproduct voor waarin elke dubbele helix van DNA een mengsel van fragmenten van Oud en nieuw DNA is. In het licht van de huidige kennis is het moeilijk om een dispersief mechanisme voor te stellen, maar op dat moment waren er helemaal geen mechanistische modellen. De Meselson-Stahl-experimenten (1958) toonden duidelijk aan dat het mechanisme semi-conservatief moet zijn, en dit werd bevestigd toen de belangrijkste enzymen werden ontdekt en hun mechanismen opgehelderd.

in de Meselson-Stahl experimenten werd E. coli eerst geïncubeerd met 15N, een zware isotoop van stikstof., Hoewel het slechts een verschil in massa van één neutron per atoom is, is er een groot genoeg verschil in Massa tussen zwaar stikstofhoudend DNA (in de purine-en pyrimidinebasen) en licht/normaal stikstofhoudend DNA dat zij door ultracentrifugatie door een CSCL-concentratiegradiënt van elkaar kunnen worden gescheiden (figuur \(\Paginindex{7}\)).

gedurende 14 generaties leidde dit tot een populatie van E. coli die zware stikstof had opgenomen in al het DNA (getoond in blauw). Vervolgens worden de bacteriën gekweekt voor een of twee divisies in “light” stikstof, 14N., Toen DNA van de bacteriële bevolking door centrifugatie werd onderzocht, werd gevonden dat in plaats van lichte DNA en zware DNA, zoals zou worden verwacht als de replicaties van DNA conservatief waren, er een enkele band in en tussenpositie op de gradiënt was. Dit steunt een semi-conservatief model waarin elke bundel van origineel DNA niet alleen als malplaatje voor het maken van nieuw DNA dienst doet, het zelf in de nieuwe dubbel-helix wordt opgenomen.