个细胞周期只会发生一次染色体复制。初始阶段中复制起点会合成一种酶，在延伸阶段时，两条臂上的酶朝着相反的方向复制DNA，最终生成两条一模一样的染色体。这一过程被称为双向复制。每根染色体臂上参与DNA复制过程的整个分子结构叫做“复制体”。在复制体最前端的是解旋酶，它解开两条螺旋在一起的DNA链，形成一个移动的“复制叉”。两条被解开的DNA单链用作DNA聚合酶的复制模板。每条DNA单链上聚合酶与解旋酶（连同其他的蛋白质）一起移动，合成一条DNA副本补链。如此进展下去，产生了两条与原DNA链一模一样的副本链。最终，