DNA memiliki kemampuan untuk membentuk DNA baru yang sama persis dengan DNA awal. Kemampuan replikasi DNA inilah yang disebut kemampuan autokatalitik. Replikasi DNA pertama kali diselidiki pada tahun 1957 oleh Taylor dan kawan-kawan dengan menggunakan nitrogen radioaktif N15 yang dilabelkan dalam timidin.
Terdapat tiga hipotesis yang mengusulkan proses terjadinya replikasi DNA, yaitu sebagai berikut.
1. Teori Konservatif
Menyatakan bahwa double helix yang lama tidak berpisah, dan langsung membentuk double helix yang baru.
2. Teori Semikonservatif
Menyatakan bahwa double helix lama akan terbagi menjadi dua rantai tunggal. Lalu, masing-masing rantai akan membentuk DNA baru dengan rantai DNA lain yang sama dengan pasangan awalnya.
3.Teori Dispersif
Menyatakan bahwa double helix DNA lama terputus-putus dan kemudian membentuk DNA baru.
Percobaan Taylor diperkuat oleh penelitian Matthew Meselson dan Franklin Stahl pada tahun 1958. Mereka menggunakan nitrogen radioaktif N15O3 pada bakteri Escherichia coli, dan diketahui bahwa sel-sel anakan yang terbentuk juga mengandung bahan radioaktif tersebut.