A enzima que catalisa o alongamento de uma fita de DNA é a DNA polimerase, de acordo com o Banco de dados de proteínas RCSB. Esta enzima adiciona à molécula de DNA em crescimento por meio da adição de bases de nucleotídeos. A DNA polimerase comete apenas um erro a cada bilhão de bases que adiciona, tornando essa enzima extremamente precisa.
Depois que o DNA é descompactado, a replicação começa em ambas as fitas. A DNA polimerase se liga a uma fita de DNA e adiciona bases apenas na direção 5 'para 3'. A principal fita de DNA pode ser replicada continuamente; no entanto, a outra fita, chamada de fita retardada, pode ser replicada apenas em fragmentos. Em humanos, a DNA polimerase copia o DNA a uma taxa de 50 bases por segundo. Além de adicionar bases à fita de DNA, a DNA polimerase também revisa seu próprio trabalho, removendo bases adicionadas por engano.