D環複製

動物細胞的線粒體的環狀雙鏈DNA分子雙螺旋的兩條鏈並不同時進行複製，其中一條鏈因為密度較高稱之為重鏈（簡稱H鏈），另一條鏈因為密度較低稱之為輕鏈（簡稱L鏈），複製時，以L鏈為模板，先合成一段RNA引物，然後合成H鏈片段，新H鏈一邊複製，一邊取代原來老的H鏈，被取代的老的H鏈以環的形式被游離出來，由於象字母D，所以稱為D環複製。隨著環形輕鏈複製的進行，D環增大，待全部複製完成後，新的H鏈和老的L鏈、新的L鏈和老的H鏈各自組合成兩個環狀雙螺旋DNA分子。

複製過程

D環複製

在研究真核細胞內線粒體DNA的複製時，發現了DNA的D環複製。複製過程四階段。D環複製的特點是兩條鏈的複製不是同步的。

1.H鏈首先合成：在複製起點處以L鏈為模板，合成─RNA引物，然後由DNA聚合酶γ催化合成一個500-600bp長的H鏈片段。該片段與L鏈以氫鍵結合，將親代的H鏈置換出來，產生D環複製中間物。

DNA片段由於分子3'端終止的位置不定而長短不一;也有一些3'端位置是固定的，而由於5'端被降解而使整個DNA片段長短不一。合成這樣500-600bp長的DNA片段不會引起線粒體DNA超螺旋結構的明顯改變。

2.H鏈片段的繼續合成：上述產生的H鏈片段由於太短而很容易被擠出去恢複線粒體DNA完整的雙螺旋結構。但有時這個片段會繼續合成，這需要依靠拓撲異構酶和螺旋酶的作用將雙鏈打開。

3.L鏈合成開始：當H鏈合成約2/3時，以被置換下來的親代H鏈為模板，離H鏈合成起點60%基因組的位置開始合成L鏈DNA，合成也需要RNA引物。

4.複製的完成：H鏈的合成提前完成，L鏈的合成隨後結束。線粒體DNA合成速度相當緩慢，約每秒10個核苷酸，整個複製過程需要1個小時。剛剛合成的線粒體DNA是鬆弛型的，需要40分鐘將其變成超螺旋型