La plantilla se define en el Webster’s New Collegiate Dictionary de 1978 como una molécula (como el ARN) en un sistema biológico que lleva el código genético para otra molécula. Asimismo, el Concise Oxford Dictionary, Ninth Edition de 1995 describe una plantilla como el patrón molecular que rige el ensamblaje de una proteína, etc. Según estas amplias definiciones, el ADN es la plantilla para el ADN (en la replicación del ADN) y para el ARN (en la transcripción ), y el ARN es la plantilla para la proteína (en la traducción ). En otras palabras, una plantilla es una entidad molecular esencial para la transferencia de la información genética del ADN al ARN y a la proteína (el dogma central). Más concretamente, la palabra «plantilla» se utiliza cuando una molécula que transfiere información (la plantilla) está en contacto directo con la molécula receptora (el producto). Por lo tanto, en este sentido, el ARN no es una plantilla para la proteína porque no se produce ninguna interacción directa entre el ARN mensajero y la proteína durante la traducción (véase Biosíntesis de proteínas). En los casos que constituyen la excepción al dogma central, el ARN viral se sintetiza a partir del ARN utilizando el ARN como plantilla (véase Virus de ARN) y, además, el ADN se sintetiza utilizando el ARN como plantilla durante la infección de los retrovirus (véase también Transcripción inversa).
En la replicación del ADN, la doble hélice se desenrolla, y cada molécula de ADN de una sola hebra se utiliza como plantilla para sintetizar una hebra complementaria. Dado que el ADN se somete a una replicación semiconservativa, el ADN parental sirve de molde y se convierte en un componente de la molécula de ADN hija. En cambio, en la transcripción, una cadena de ADN sirve de molde para la síntesis de ARN que luego se disocia del molde (véase Transcripción). Las ADN polimerasas que ensamblan desoxirribonucleótidos en la cadena de ADN molde según la regla de complementariedad de bases Adenina (A):Timina (T), Guanina(G):Ctosina (C) (emparejamiento de bases Watson-Crick) requieren una plantilla y un cebador para que la reacción tenga lugar (Fig. 1). En consecuencia, la síntesis de ADN es precedida por la síntesis de pequeñas moléculas de ARN de menos de 10 pb por parte de la ARN primasa, que puede iniciar la síntesis de ARN complementario al ADN molde (ver Fragmentos de Okazaki). El ARN cebador es finalmente sustituido por el ADN a través de la hebra de ADN rezagada que se extiende desde la región que precede a la síntesis del ARN cebador (véase Horquilla de Replicación (Intermedio Y-Fork)). La relación plantilla-producto a través de la complementariedad de bases de A a T y de G a C no es 100% precisa, pero da lugar a la formación de pares erróneos una de cada 10 3 a 104 veces. Por otro lado, los emparejamientos erróneos suelen producirse sólo una de cada 10 a 10 cuando los genomas se replican dentro de la célula. Esto se consigue gracias a la actividad correctora de las propias ADN polimerasas y a otros mecanismos de reparación del ADN.
Figura 1. La ADN polimerasa requiere plantilla y cebador. En una horquilla de replicación en crecimiento, las hebras simples de ADN proporcionadas por la ADN helicasa sirven como templos para las ADN polimerasas. Las enzimas sintetizan enlaces fosfodiéster entre el extremo 3′( del cebador, la hebra recién sintetizada, y el desoxirribonucleótido-trifosfato que se empareja correctamente con la hebra molde. Aquí sólo se muestra de forma esquemática la síntesis de la hebra líder.
La relación plantilla-producto es muy importante en la transferencia de información genética en los sistemas biológicos. Sin embargo, la naturaleza físico-química de la relación en sí misma no es lo suficientemente precisa para llevar a cabo los procesos biológicos regulados con precisión, y muchas proteínas han evolucionado para reparar los errores que inevitablemente se producen.