Nella sintesi di nuovo DNA ogni filamento si allunga unendo all'ossidrile in posizione 3' dell'ultimo nucleotide della catena l'ossidrile in posizione 5' del nuovo nucleotide da aggiungere, con l'espulsione di una molecola d'acqua. L'estremità 5' del nuovo filamento resta inalterata: l'allungamento è quindi a carico soltanto dell'estremità che ha libero l'ossidrile in 3', si dice che l'allungamento va da 5' a 3'.

Entrambi i filamenti si allungano in direzione 3'.

I due filamenti opposti hanno sempre orientamento opposto: se uno va da 3' a 5' l'altro va all'opposto.