Meselson-Stahl-eksperimentet viste semikonservativ DNA-replikasjon
Den ene DNA-tråden i dobbelheliksen er komplementær til den andre, det vil si samme basesekvens men i motsatt retning. Hver av DNA-trådene kan fungere som oppskrift (templat) i syntesen av en ny DNA-tråd. Kopiering av DNA gir to nye DNA-tråder, og det nykopierte DNA-molekylet består av en ny og en gammel DNA-tråd. Mye av kunnskapen om replikasjonen av DNA kom fra studiet av bakterier. Matthew Stanely Meselson og Franklin Stahl kunne i 1957 vise at replikasjonen var semikonservativ. De lot bakterien Escherichia coli vokse på N-15-merket ammoniumklorid (15NH4Cl) som nitrogenkilde i lang tid slik at alt DNA ble merket med den tunge ikke-radioaktive isotopen N-15. De isolerte DNA fra E.coli og i en gradient med cesiumklorid (CsCl) i en ultrasentrifuge fikk de ett bånd med DNA med 15N-DNA-N15-DNA for de to DNA-trådene. Deretter lot de bakterien vokse uten N-15, og fant at DNA var av en ny type, en hybrid tråd med N14- DNA og den gamle med 15N-DNA. Disse har forskjellig tetthet fra N15-DNA-N15-DNA og ga to bånd i cesiumgradienten. I neste generasjon kom det i tillegg en ny lettere hybrid som inneholdt 14N-DNA-N14-DNA.