Молекула ДНК способна к самовоспроизведению путем удвоения. Под действием ферментов двойная спираль ДНК раскручивается, связи между азотистыми основаниями разрываются. Затем каждая цепь используется в качестве матрицы для сборки своей копии. Копии строятся из нуклеотидов, находящихся в ядре в свободном состоянии. Например, аденин свободного нуклеотида образует две водородные связи с тимином нуклеотида матрицы. Цитозин свободного нуклеотида присоединяется к гуанину – комплементарному азотистому основанию цепи. Постепенно из одной молекулы ДНК формируется две, каждая из которых содержит одну материнскую и одну вновь синтезированную цепь. Удвоение молекул ДНК происходит перед делением клетки.