梅塞爾森和凱恩斯等人證實了DNA的半保留複製機制。但是，關於DNA鏈延伸的具體機制，還存在一個“延伸方向悖論”，即所有DNA聚合酶均以5’-3’方向合成，而實驗觀察中兩條反向平行的DNA鏈又都是連續延伸的。也就是說，下面的兩個模型都缺乏實驗支持。
DNA鏈延伸的兩種模型。Proc Jpn Acad Ser B Phys Biol Sci. 2017;93(5):322-338.
解決這個問題的是名古屋大學的岡崎夫婦，岡崎令治（Reiji Okazaki）和岡崎恆子（Tsuneko Okazaki）。他們曾在科恩伯格實驗室學習，回國後將複製方向問題作為自己的研究主題。岡崎認為，DNA複製過程中可能形成了很多較短的DNA片段，但用宏觀方法難以分辨。比如放射自顯影的每個顆粒對應的核酸片段其實大於1000個核苷酸，難以發現不連續的小片段。所以必須建立微觀的、核苷酸水平的實驗體系。
他們用放射性元素氚標記胸苷，在很短的時間內進行復制，以控制其僅在DNA鏈的末端摻入少數幾個放射性核苷酸，即脈衝標記。經過計算，如果在37℃下合成，時間必須小於0.1秒才行，顯然無法達成。所以他們採用了低溫脈衝合成方法，在低溫（20℃或更低）條件下將細菌暴露於氚標記的胸苷數秒，終於發現了長度為僅1,000-2,000個核苷酸的DNA片段（後來稱為岡崎片段）。
當脈衝標記時間延長，放射性會從短的DNA片段轉移到較長的DNA鏈。而對DNA連接酶的抑制會導致岡崎片段的積累。這些發現提示了DNA的不連續複製機制。1968年，岡崎令治應邀參加冷泉港研討會，提出了DNA的不連續複製模型。
岡崎令治在冷泉港研討會介紹不連續複製機制。Proc Jpn Acad Ser B Phys Biol Sci. 2017;93(5):322-338.
岡崎夫婦還發現岡崎片段合成需要RNA引物，以及前導鏈的連續複製等。可惜的是，岡崎令治在廣島讀高中時遭遇原子彈輻射，1975年死於白血病，享年44歲。之後恆子繼續研究，最終建立了半不連續複製（semi-discontinuous replication）模型。
在模型中，一條子代DNA鏈與複製叉同向，由5’向3’方向連續複製，稱為前導鏈（leading strand）；另一條鏈的延伸方向與複製叉相反，形成許多不連續的岡崎片段（Okazaki fragment），最後由DNA連接酶拼接成完整的DNA，稱為滯後鏈（lagging strand）。
岡崎的半不連續複製模型。Proc Jpn Acad Ser B Phys Biol Sci. 2017;93(5):322-338.
圖中模板DNA上的點表示引物RNA合成的起始信號序列。他們鑑定了模板DNA上的引物合成信號序列，並繪製在圖中。結果表明，引物信號多於岡崎片段數。這說明在複製時可以選擇不同的信號序列，具有一定的靈活性，也有助於複製不留空隙。
從半不連續模型上看，似乎前導鏈和滯後鏈是由兩個酶分別合成，前進方向相反。但其實它們是由一個雙核心的pol III複合物催化的，兩條鏈前進的方向是相同的。這是布魯斯·阿爾伯茨（Bruce Alberts）提出的 “長號” DNA循環模型（Trombone model）。
滯後鏈合成的長號模型。Mol Cell. 2006 Jul 21;23(2):155-60.
模型中，滯後鏈解鏈後的ssDNA回折，形成一段DNA環。回折後的滯後鏈即可與前導鏈同時被pol III的兩個核心分別催化。滯後鏈的延伸使DNA環不斷伸長。當這個岡崎片段合成完畢，核心酶會轉移到新的RNA引物處，合成下一個岡崎片段，DNA環又變短。這樣，DNA環週期性伸縮，恰似長號演奏的情景。
大腸桿菌複製叉移動速度約為每秒1 kb，岡崎片段長度為1-2 kb ，因此這個長號的伸縮週期只有幾秒鐘，催化滯後鏈的核心酶也需要不斷轉移。引發酶（DnaG）合成新的引物後，被鉗加載器（clamp loader）識別，並在雜合雙鏈處加載新的滑動鉗。然後核心酶與原來的滑動鉗解離，轉移到新的滑動鉗上，開始新的岡崎片段合成。
大腸桿菌複製體結構。Cell Cycle. 2009 Sep 1;8(17):2686-91.
長號模型也適用於真核生物，但具體細節有所不同。真核的活性解旋酶是CMG（Cdc45、Mcm2-7和GINS複合物），滑動鉗是PCNA，鉗加載器是RFC（複製因子C）。真核的一個顯著特點是前導鏈與滯後鏈的複製酶不同，前導鏈用Polε，滯後鏈用Polδ。
真核複製體結構模型。Annu Rev Biochem. 2017 Jun 20; 86: 417–438.
Polα作為引發酶，合成引物並延伸約20-30個核苷酸。RFC識別引物並加載滑動夾PCNA。之後由聚合酶δ和ε進行合成。真核複製叉的移動速度大約為每分鐘1-2 Kb。
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