Ora in grado di sintetizzare tutti e cinque i nucleotidi (un collega della Washington University aveva trovato un enzima che ha reso il nucleotide timina), Kornberg si sentiva pronto a cercare gli enzimi che assemblano nucleotidi in RNA o DNA. Per un breve periodo, il gruppo di ricerca ha lavorato su entrambi gli acidi nucleici, ma nel 1955 il laboratorio di Severo Ochoa ha annunciato la loro scoperta di un enzima che sintetizzava l’RNA (anche se si è rivelato essere solo una catena simile all’RNA); Kornberg ha quindi concentrato tutti gli sforzi sulla sintesi del DNA. Per trovare l’enzima cruciale negli estratti cellulari spezzati dai batteri di E. coli, ha aggiunto ATP, oltre ai nucleotidi appropriati, etichettati con isotopi radioattivi per tracciare la loro incorporazione nella catena dell’acido nucleico, e poi ha aggiunto il DNA come primer per la catena. Ci sono voluti molti mesi per ottenere una traccia affidabile della sintesi con timidina radioattiva, in modo che l’attività dell’enzima potesse essere rintracciata, ma questo è stato realizzato nel 1956. Successivamente Kornberg ha dovuto isolare e purificare l’enzima di assemblaggio del DNA, che ha chiamato DNA polimerasi, dall’estratto di cellule batteriche, separandolo da tutte le altre proteine (inclusi molti enzimi che interferiscono con la sintesi) utilizzando una vasta gamma di procedure. Entro un anno, Kornberg è stato in grado di sintetizzare il DNA da una varietà di fonti con questa polimerasi. Due documenti che descrivono questo lavoro sono stati presentati al Journal of Biological Chemistry nel mese di ottobre del 1957. Gli arbitri JBC, tuttavia, hanno respinto gli articoli; alcuni obiettarono di chiamare il prodotto “DNA”, preferendo il termine tecnicamente accurato ma ingombrante, ” polideossiribonucleotide.”Uno ha insistito sul fatto che il prodotto deve essere dimostrato di avere attività genetica per qualificarsi come DNA (un criterio soddisfatto da pochissimi ricercatori a quel punto). Disgustato, Kornberg inizialmente ritirò i documenti, ma furono pubblicati nel numero di maggio 1958 di JBC, dopo che un nuovo editore assunse il suo posto.
