Die Verdopplung der Erbinformationen ist ein im höchsten Maße komplexer Vorgang. Am genausten erforscht ist dieser am Bakterium Escherichia Coli. Es handelt sich dabei um einen semikonservativen Prozess, d.h. 50% der Ausgangs DNA bleiben erhalten und werden durch 50% neue DNA ergänzt. Bei dieser Art der Replikation spielen einige Enzyme, wie so oft, eine wichtige Rolle. Zuerst muss die DNA Doppelhelix entspiralisiert und mittig, entlang der Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den 4 organischen Basen getrennt werden. Diese Aufgabe übernimmt das Enzym Helicase. Es setzt am Startpunkt an, und beginnt mit der Spaltung. Es setzen mehrere Helicaseenzyme an, um die Geschwindigkeit zu erhöhen.
Anschließend heften sich spezielle Proteine an die Einzelstränge an, um jene zu stabilisieren und eine erneute, ungewollte Basenpaarung zu verhindern.
Anschließend ergänzt ein weiteres Enzym, die DNA-Polymerase, den Leitstrang kontinuierlich in 5' - 3' Richtung mit komplementären Nukleotiden aus dem Cytoplasma. Der andere Folgestrang wird aufgrund der 3' - 5' Richtung diskontinuierlich repliziert (siehe unten).
Zuallerletzt findet der Vorgang der Adoptose statt. Als Adoptose bezeichnet man das Korrekturlesen spezifischer Enzyme. Sie erkennen Kopierfehler und beheben diese, indem sie mögliche Schädigungen der Basenpaarung erkennen, Lücken ausschneiden und durch komplementäre Basen ersetzen.



Die Replikation des Folgestranges erweist sich als schwierig, da die bereits oben erwähnte DNA-Polymerase ausschließlich in 5' - 3' replizieren kann. Dies ist entgegen der Spaltrichtung der Helicase, wie beim Leitstrang nicht möglich. Im Laufe der Evolution entwickelte sich eine komplexe Abfolge an Vorgängen, welche im Folgenden erklärt werden.
index.php?insert=begriffeDas Startproblem löst das Enzym (mal wieder) Primase. Dieses setzt an spezifischen Basenabfolgen des Folgestranges RNA-Primer. Sie fungieren als Startpunkt, an dem die Polymerase ansetzen kann. Polymerase 3 startet nun die diskontinuierliche Replizierung an den Primerelementen und bildet den Doppelstrang aus komplementären Basen aus dem Zellplasma, bis es auf ein bereits repliziertes Stück trifft. Die einzelnen Teilstücke werden nach ihrem Entdecker als Okazaki-Fragmente bezeichnet.
Im nächsten Schritt arbeitet Polymerase 1 den replizierten Strang ab und entfernt die zuvor gesetzten Primer und ergänzt die fehlenden Nukleotide. DNA-Ligase setzt nun die fehlenden Phosphordiesterbindungen und schließt die Lücken zwischen den Okazaki-Fragmenten. Fertig ist der Folgestrang.