細胞が分裂すると、1 つの細胞から 2 つの細胞ができます。どちらの細胞も、もとの細胞と同じ DNA を持っています。
そのため細胞は、分裂の前に DNA を複製して、量を 2 倍にしておきます。分裂すると、2 倍になった DNA が半分ずつ分けられ、どちらの細胞ももとの量にもどります。
複製が始まると、ねじれ合っていた 2 本の鎖が少しずつ離れ、向かい合っていた塩基の対が外れていきます。
鎖を離したり、新しい鎖をつないだりするのは、細胞の中の酵素のはたらきです。
離れた 2 本の鎖は、それぞれが鋳型になります。鋳型の塩基 1 つ 1 つに、向かい合う塩基を持つヌクレオチドが並び、つながって新しい鎖になります。
A の向かいには T、G の向かいには C しか並ばないので、新しい鎖の塩基の並びは、鋳型になった鎖のもとの相手と同じになります。
こうしてできた 2 つの DNA は、どちらも、もとの鎖を 1 本と新しい鎖を 1 本持っています。このような複製のしかたを、半保存的複製といいます。
もう一度複製すると、もとの鎖はそれぞれ別の DNA に入り、新しい鎖だけでできた DNA もできます。
1958 年に、メセルソンとスタールが実験で、DNA がこのしかたで複製されることを確かめました。
複製のときには、まれに、向かい合うはずのものとはちがう塩基が並ぶことがあります。多くはすぐに直されますが、直されずに残ることもあります。
まちがいをふくむ鎖が次の複製で鋳型になると、まちがった塩基に向かい合う塩基が並ぶため、塩基の対そのものが変わった DNA ができます。
こうした遺伝子の変化は突然変異とよばれ、生物が長い年月をかけて移り変わってきた進化のもとにもなっています。