当一个细胞发生分裂时，它通过复制DNA而传递遗传信息。化学家们也了解DNA复制。如今，根据发表在Angewandte Chemie期刊上的一项研究，一个德国研究小组描述了一种新的复制技术：就像细胞那样，利用单条DNA链作为“主要模板”，但不需要酶。不同于较早期的方法，它允许这条DNA链不仅按照大自然偏好的方向，而且按照与当前DNA合成技术相反的方向，进行逐步增长。

在一个细胞内，DNA双链在复制过程期间是按照片段进行区分的。其中一条链作为主模板发挥作用。聚合酶逐步地将对应的核苷酸接合在一起从而形成新的互补链，并且这条互补开始与作为引物的“起始片段”发生反应。DNA链的骨架是五元糖环和磷酸基因交替排列组成的。DNA链连接是在五元糖环的3'和5'氧原子上形成的。而自然增长是在3'方向发生医`学教育网搜集整理。

关于生命起源的一个问题是：在聚合酶存在之前，大自然如何能够复制DNA或RNA？自从20世纪80年代以来，化学家们利用DNA合成仪产生DNA链，但是在没有模板或引物的条件下，DNA链序列是由加入试剂的次序而决定的。只有利用保护性基团抑制不受控制的反应和按照程序加入试剂才能确保碱基序列是正确的。这明显不是大自然合成DNA的方式。但是当酶不存在时，模板指导的引物延伸在化学上是如何发挥功能的。

最近，不同的方法被用来开发一种被称作化学引物延伸（chemical primer extension）的技术，这种技术涉及已激活的核苷酸和一种经过稍微修饰的DNA引物的末端发生反应医`学教育网搜集整理。

来自德国斯图加特大学的Clemens Richert、Andreas Kaiser和Sebastian Spies如今进一步开发这种技术。他们发现保护性基团是在温和条件下移除的，这样利用引物和模板制造出类的DNA双螺旋不会降解。这允许核苷酸和引物末端的反应能够依照要求被打开和关闭，而且模板链上的序列信息能够逐个核苷酸地被读取。若要这种技术发挥作用，模板和引物都被附着到微小球体上。

就像在自动化合成仪中那样，这些试剂和构建元件能够在球体上流动。引物通过碱基配对与模板结合。来自周围溶液中的一个合适的核苷酸停靠在模板上下一个空缺的结合位置上。这个核苷酸随后通过激活的磷酸单位结合到引物的活性末端。这些应当发生反应的结合位点发生化学变化而变得比天然DNA更加活跃。关于这种技术的特别事情是能够在3'或5'方向控制DNA链延伸。在自然中，已知这并不发生。

迄今为止，这种过程仍然非常缓慢，而且局限于较短的序列。通过优化反应调节和更好的自动化来进行改进是可能的。