ADN-ja është një reaksion polimerizimi që ka si reaktante katër
tipet e dezoksiribonukleosideve trifosfate. Megjithëse në fijet e saj
ndodhet vetëm një fosfat, nukleotidet fillestare duhet të jenë
trifosfate në mënyrë që të përdorin hidrolizën e dy lidhjeve
fosfodiesterike (ku njëra është e nevojshme për shtimin e një monomeri
dhe njëra e katalizuar nga pirofosfataza inorganike mbi pirofosfatin
dalës) për ta bërë reaksionin ekzotermik.
Reaksioni katalizohet nga ADN polimeraza, enzime në gjendje të krijojë një tjetër fije ADN-je në kahun 5'-3' e zbuluar nga
Arthur Kornberg më
1958nëpërmjet një eksperimenti. Reaksioni i ADN polimerazes drejtohet nga
fija udhëzuese e ADN-së sepse krijon një fije të re ADN-je që është
komplementare me atë që shërben si udhëzuese. ADN polimeraza nuk është
në gjendje ta filloj sintezën e një fijeje pa asnjë pikë fillimi.
Për të filluar dyfishimin struktura helikore e ADN-ës duhet të
denatyrohet nga disa proteina. Këto janë helikazat, proteinat që ndajnë
dy fijet duke përdorur
energjinëe ATP-së, dhe proteinat denatyruese, ose proteinat destabilizuese të
helikes, jo enzimatike që mund të denatyrojne ADN-ën duke u lidhur me
disa pjesë të fijes e duke i stabilizuar ato. Ky aktivitet prodhon një
forcë e cila përhapet në fijet e paçiftuara të cilat mund të dyfishohen.
Meqë polimerazat veprojnë vetëm në drejtimin 5'-3', njëra fije mund
të dyfishohet në mënyrë të vazhdueshme, tjetra rezulton me disa pjesë
të reja ADN-je dhe secila prej tyre çon në fillimin e ARN-së. Këto
pjesë më vonë hiqen dhe hapësirat bashkohen nga një lloj tjetër
polimeraze.
Rezultati i dyfishimit janë dy helika të dyfishta identike e përbëra nga një fije e vjetër dhe një e re.