1955年，美国生物化学家奥齐亚发现核苷磷酸化酶可以利用磷酸核苷酸为作用物，将核苷酸连结成与天然核糖核酸相似的多核苷酸分子。1959年，他以DNA为铸型，又从醋酸菌中提纯精制了以核苷三磷为基质的RNA合成酶。这是核酸分子首次在体外合成成功。
美国生物化学家科恩伯格于1941年获医学博士学位。1959年起，在斯坦福大学医学院任生物化学系主任。科恩伯格主要研究酶化学。从1953年起，他以沃森?克里克DNA双螺旋分子模式为指导，运用类似他的老师奥乔亚合成RNA时采用的方法，开始在体外试管内进行合成DNA的实验。经过反复实验，他与助手们于1956年从大肠杆菌中分离并提纯了DNA聚合酶。第二年，他们又合成了人造DNA分子，这种分子虽然缺少天然DNA的遗传性能，但具有准确的化学和物理性能。
从1959年到1969年，科恩伯格在梅伦?古利亚的协助下，进一步制造在生物化学方面更为活泼的DNA分子。他们以噬菌体PhiX为遗传核心，于1966年发现了具有连接多聚核苷酸性能的、足以封闭PhiXDNA环的酶。随后，他们把PhiX病毒的天然DNA作为模板，在试管中加入了DNA聚合酶、连接酶和4种核苷酸，然后把合成的DNA和天然DNA用离心方法分开。当他们把合成物质加进含有大肠肝菌的培养液中时，大肠杆菌便生产了PhiX病毒，说明合成的DNA成为第二代病毒的模板。经过检验，人工合成的DNA与天然的DNA同样具有毒性。1967年12月14日，科恩伯格和古利亚在一次记者招待会上宣布了他们的这一研究成果，因而成为最早在体外合成具有全部感染活性的病毒DNA的科学家。
RNA聚合酶进入DNA非编码区的酶切位点，解旋DNA使成为单链，核糖核苷酸由碱基互补配对法则形成RNA链（信使RNA）。
RNA的合成即DNA的转录：
DNA复制最重要的特征是半保留复制，即DNA复制时，DNA双链中的互补碱基之间的氢键断裂，解为两条单链，各以一条单链为模板，按碱基互补原则合成新的互补链，新合成的两个DNA分子和亲代DNA分子是完全一致。
在子代DNA分子中一条单链来自亲代，另一条是新合成的，这种复制方式称半保留复制(semiconservative replication)。遗传信息按这种方式忠实地从亲代传给子代。
目前有关复制的知识主要来自于原核生物实验，所以主要以原核生物来叙述。
