most képes szintetizálni mind az öt nukleotidot (a Washingtoni Egyetem munkatársa talált egy enzimet, amely a timin nukleotidot előállította), Kornberg készen állt arra, hogy megkeresse azokat az enzimeket, amelyek a nukleotidokat RNS-be vagy DNS-be állítják össze. Rövid ideig a kutatócsoport mindkét nukleinsavon dolgozott, de 1955-ben Severo Ochoa laboratóriuma bejelentette egy enzim felfedezését, amely szintetizálta az RNS-t (bár kiderült, hogy csak egy RNS-szerű lánc); Kornberg ezután minden erőfeszítést a DNS-szintézisre összpontosított. Az E. coli baktériumok törött sejtkivonataiban található döntő enzim megtalálásához ATP-t, valamint a megfelelő nukleotidokat adott hozzá, radioaktív izotópokkal címkézve, hogy nyomon kövessék beépülésüket a nukleinsavláncba, majd DNS-t adott a lánc primereként. Sok hónapig tartott a radioaktív timidinnel történő szintézis megbízható nyomának elérése, hogy az enzim aktivitása nyomon követhető legyen, de ezt 1956-ban sikerült elérni. Ezután Kornbergnek el kellett különítenie és meg kellett tisztítania a DNS-összeszerelő enzimet, amelyet DNS-polimeráznak nevezett el, a baktériumsejt-kivonatból, elválasztva azt az összes többi fehérjétől (beleértve számos enzimet, amelyek zavarják a szintézist) széles körű eljárásokkal. Egy éven belül Kornberg képes volt szintetizálni a DNS-t különböző forrásokból ezzel a polimerázzal. Két papír leírja ezt a munkát nyújtottak be a Journal of Biological Chemistry 1957 októberében. A JBC játékvezetői azonban elutasították a cikkeket; néhányan kifogásolták, hogy a terméket “DNS-nek” nevezik, előnyben részesítve a technikailag pontos, de nehézkes kifejezést, “polideoxiribonukleotid.”Az egyik ragaszkodott ahhoz, hogy a terméknek genetikai aktivitással kell rendelkeznie ahhoz, hogy DNS-nek minősüljön (ezt a kritériumot nagyon kevés kutató teljesítette ezen a ponton). Undorodva Kornberg kezdetben visszavonta az újságokat, de azokat a JBC 1958.májusi számában tették közzé, miután egy új szerkesztő átvette posztját.
