Репликация (replication) – генетичен процес, при който се синтезира ДНК. Репликацията осъществява преноса на генетичната информация в посока ДНК–ДНК и я съхранява във времето.

Матрица при процеса е молекула ДНК (вж. матричен принцип). Репликацията се извършва през синтетичния (S) период на интерфазата. При прокариотните клетки процесът протича в цитозола, а при еукариотните – в ядрото. В еукариотните клетки репликация на ДНК има и в матрикса на митохондриите, и в стромата на хлоропластите.

За репликацията са необходими активирани дезоксирибонуклеотиди (дезоксирибонуклеотиди предварително свързани с АТФ), които осигуряват енергетично процеса. При репликацията участват и множество ензими – ДНК полимераза, хеликаза, топоизомераза и др.

Фиг. 1. Механизъм на процеса.

Ензимът топоизомераза разкъсва ДНК и премахва спирализацията на фрагмент от майчината ДНК молекула. Водородните връзки се разкъсват от ензима хеликаза и двете вериги се разделят една от друга, като се образува фигура с форма на буквата Y, наречена репликационна вилка. Веригите се свързват с белтъци, които не позволяват спирализирането им.

Върху веригата-матрица с 3' край комплементарно се подреждат дезоксирибонуклеотиди, които под действието на ензима ДНК полимераза образуват нова верига (от 5' към 3' края), наричана водеща верига.

Върху майчина ДНК-верига (с 5' край) синтезата е усложнена, тъй като новите ДНК вериги се синтезират на части (в посока 5'-3' края). Първо се синтезира къса РНК-верига (РНК-праймер), след което започва и синтезата на комплементарен фрагмент от ДНК, наречен фрагмент на Оказаки. Ензими разрушават праймера и ензимът ДНК-лигаза свързва фрагментите в обща верига, наречена поради по-бавната синтеза изоставаща верига.