Cząsteczki DNA zdolne są do reprodukcji, to znaczy mogą podwajać się w wyniku reakcji chemicznych, przy czym każda cząsteczka wytwarza swoje wierne odbicie. Zdanie, które posłużyło za podtytuł ,,jedno zamienia się w dwa", jest najkrótszą definicją życia, gdyż istotnie, fundamentem wszystkich podstawowych reakcji procesów życiowych jest zjawisko podwajania się poszczególnych cząsteczek w komórce. W jaki sposób cząsteczki DNA ulegają samoreprodukcji? Umożliwia im to specjalna budowa, którą już poznaliśmy. Sam proces reprodukcji wygląda następująco. Dwusznurowa cząsteczka DNA zdolna jest do rozdwajania się w ten sposób, że najpierw odwija się i z ułożenia spiralnego przechodzi w liniowe, a następnie rozszczepia się na całej swej długości. Każdy z rozdzielonych w ten sposób łańcuchów może działać wówczas jako matryca, za pomocą której z obecnych w komórce pojedynczych ogniw — nukleotydów, wytwarza się łańcuch uzupełniający. Na pojedynczym „rodzicielskim" łańcuchu syntezuje się więc — według ściśle określonego porządku — drugi, „parzysty" łańcuch. Naprzeciw adeniny ułożyć się może tylko tymina (i odwrotnie), naprzeciw cytozyny — guanina (i odwrotnie). Dla lepszego zrozumienia powtórzymy to jeszcze raz. Nazwijmy łańcuchy leżące parzyście w spirali literami A i B. Po rozszczepieniu łańcuch A jest szablonem, na którym może powstać ta część DNA, która jest w stanie tworzyć z nim parę. Musi więc zawierać nukleotydy w takiej kolejności, jaka istniała w łańcuchu B. Jest więc identyczna z łańcuchem B. I odwrotnie, łańcuch B jest matrycą, na której może powstać fragment taki sam jak łańcuch A. W ten sposób każda cząsteczka DNA produkuje swoją dokładną odbitkę, a więc w wyniku procesu samoreprodukcji w komórce znajdą się dwie cząsteczki wyposażone w ten sam przekaz genetyczny. Schematycznie przedstawiony sposób przebiegu replikacji cząsteczek DNA. U góry znajduje się model macierzystej cząsteczki DNA. Kółka z zaznaczoną literą P symbolizują reszty fosforanowe w łańcuchu DNA, pięcioboki z literą D — cukier dezoksyr-bozę, czworoboki — zasady z zaznaczonymi między nimi wiązaniami wodorowymi. W pierwszym etapie replikacji zachodzi postępujące wzdłuż cząsteczki DNA jej rozwijanie się i rozbicie wiązań wodorowych. W wyniku tego procesu oba łańcuchy DNA w tych odcinkach, gdzie są rozłączone, stanowią matrycę, na której syntezują się dopełniające dla nich łańcuchy, tak jak to widać iv dolnej części schematu. W ostatecznym wyniku powstają dwie nowe cząsteczki DNA, identyczne z macierzystą. Każda z nich zawiera po jednym łańcuchu otrzymanym od cząsteczki macierzystej. Tego rodzaju replikacja nosi nazwę półzachowawczej, jako że pół cząsteczki macierzystej zostaje zachowane w cząsteczkach potomnych. Na prawo przedstawiono bardziej schematycznie zjawisko replikacji długiej cząsteczki DNA, gdzie być może wyraźniej uwidoczniona jest macierzysta połowa cząsteczki DNA oraz jej połowa powstała podczas replikacji Opisane zjawisko leży u podstaw genetyki, tj. nauki o dziedziczności. Komórki ulegające podziałowi produkują najpierw cząsteczki DNA, które będą kierowały pracą komórek potomnych. Sam zaś proces dzielenia się komórek jest jedynie obrazem przemieszczania się tych cząsteczek, „zapakowanych" w chromosomy, do komórek powstających w wyniku podziału. Skoro już sobie przedstawiliśmy mechanizm rozmnażania się cząsteczek DNA w komórce, przejdźmy do właściwej ich roli, dzięki której nazwaliśmy je „wszechwładnymi" molekułami żywej materii. Czynność ta w skrócie polega na tym, że rozporządzając szyfrem składającym się z czterech elementów, DNA „ustawia" pracę komórki na produkcję odpowiedniego rodzaju białek. Od rodzaju bowiem wyprodukowanych białek zależy czynność komórki w organizmie. Nie można zrozumieć mechanizmu działania szyfru DNA w komórce bez znajomości budowy chemicznej cząsteczek białka; najpierw więc tym się zajmiemy.