Die Replikation der DNA erfolgt während der S-Phase (Synthesephase) des Zellzyklus. Diese Phase findet zwischen der ersten Lückenphase (G1-Phase) und der zweiten Lückenphase (G2-Phase) des Zellzyklus statt und ist entscheidend für die korrekte Weitergabe des genetischen Materials an die Tochterzellen während der Zellteilung. Während der S-Phase entwindet sich die vorhandene DNA, trennt sich in einzelne Stränge und dient als Vorlage für die Synthese neuer, komplementärer Stränge. Verschiedene Proteine und Enzyme, darunter die DNA-Polymerase, spielen eine entscheidende Rolle beim präzisen Kopieren der DNA während der Replikation. Letztendlich bereitet die Vervielfältigung der DNA in der S-Phase die Zelle auf eine genaue Chromosomentrennung vor und gewährleistet die Vererbung eines vollständigen Satzes von Genen an beide Tochterzellen bei der Zellteilung.