acum capabil să sintetizeze toate cele cinci nucleotide (un coleg de la Universitatea Washington a găsit o enzimă care a făcut nucleotida timinei), Kornberg s-a simțit gata să caute enzimele care asamblează nucleotidele în ARN sau ADN. Pentru o perioadă scurtă de timp, grupul de cercetare a lucrat la ambii acizi nucleici, dar în 1955 Laboratorul lui Severo Ochoa a anunțat descoperirea unei enzime care sintetizează ARN (deși s-a dovedit a fi doar un lanț asemănător ARN); Kornberg a concentrat apoi toate eforturile asupra sintezei ADN-ului. Pentru a găsi enzima crucială în extractele de celule rupte din bacteriile E. coli, el a adăugat ATP, plus nucleotidele corespunzătoare, etichetate cu izotopi radioactivi pentru a urmări încorporarea lor în lanțul acidului nucleic și apoi a adăugat ADN ca grund pentru lanț. A fost nevoie de multe luni pentru a obține o urmă fiabilă a sintezei cu timidină radioactivă, astfel încât activitatea enzimei să poată fi urmărită, dar acest lucru a fost realizat în 1956. Apoi, Kornberg a trebuit să izoleze și să purifice enzima de asamblare a ADN-ului, pe care a numit-o ADN polimerază, din extractul de celule bacteriene, separându-l de toate celelalte proteine (inclusiv multe enzime care interferează cu sinteza) folosind o gamă largă de proceduri. În decurs de un an, Kornberg a reușit să sintetizeze ADN dintr-o varietate de surse cu această polimerază. Două lucrări care descriu această lucrare au fost depuse la Journal of Biological Chemistry în octombrie 1957. Cu toate acestea, arbitrii JBC au respins articolele; unii s-au opus numirii produsului „ADN”, preferând termenul precis din punct de vedere tehnic, dar greoi, „polideoxiribonucleotidă.”Unul a insistat că produsul trebuie demonstrat că are activitate genetică pentru a se califica drept ADN (un criteriu îndeplinit de foarte puțini cercetători în acel moment). Dezgustat, Kornberg a retras inițial ziarele, dar au fost publicate în numărul din mai 1958 al JBC, după ce un nou editor și-a asumat postul.
