A replicação do DNA ocorre dentro do núcleo de uma célula. Durante a fase S do ciclo celular, sempre que uma célula precisa se dividir, ocorre a replicação do DNA. Antes da divisão celular, o processo de replicação do DNA garante a cópia dos cromossomos.
As proteínas Helicases e SSB desenrolam parcialmente a dupla hélice. As duas fitas de DNA se descompactam em direções antiparalelas e a DNA polimerase vai para onde a síntese começa. A primase, que é a fita principal, estabelece um primer de RNA que trabalha para construir uma segunda fita com a ajuda da polimerase III. Esta segunda fita é construída na mesma direção em que a dupla hélice se abre. Os fragmentos de Okazki ocorrem quando os primers de RNA preenchem as lacunas restantes e os nucleotídeos de DNA tomam o lugar da DNA polimerase que o primer de RNA remove. Uma longa fita contínua ocorre quando o selamento dos fragmentos ocorre devido à DNA ligase, um tipo de enzima.
Certas células estão constantemente se dividindo e passando por replicação de DNA, como as da medula óssea, do cabelo e das unhas. Outras células passam por vários ciclos de divisão e então simplesmente param, como as células especializadas no músculo, coração e cérebro. Ainda outras células param de se dividir completamente, como células do fígado e células da pele.
