1983年開發的PCR過程使得可以進行DNA測序並確定單個基因中核苷酸的順序。
該方法使用熱循環或反復加熱和冷卻用於DNA熔解和復制的反應。 隨著PCR的繼續，“新”DNA被用作複製模板，隨後發生連鎖反應，指數擴增DNA模板。
PCR技術應用於生物技術的許多領域，包括蛋白質工程 ，克隆，法醫學（DNA指紋識別），親子鑑定，遺傳和/或傳染病的診斷以及環境樣品的分析。
在取證工作中，PCR特別有用，因為它甚至可以放大最小量的DNA證據。 PCR也可用於分析數千年前的DNA，並且這些技術已被用於識別從80萬年前的猛獁像到世界各地的木乃伊的一切。
PCR程序如下：
- 初始化：此步驟僅適用於需要熱啟動PCR的DNA聚合酶。 將反應加熱至94至96℃並保持1-9分鐘。
- 變性：如果程序不需要初始化，變性是第一步。 反應加熱至94-98℃20-30秒。 DNA模板的氫鍵被破壞並產生單鏈DNA分子。
- 退火：反應溫度低至 50至65℃並保持20至40秒。 引物與單鏈DNA模板退火。 在此步驟中溫度非常重要。 如果太熱，引物可能不會結合。 如果太冷，引物可能不完美地結合。 當引物序列與模板序列緊密匹配時形成良好的鍵。
- 延伸/伸長：此步驟中的溫度根據聚合酶的類型而變化。 DNA聚合酶合成一個全新的DNA鏈。
- 最終延伸：在最終PCR循環後，該步驟在70-74℃進行5-15分鐘。
- 最終保留：此步驟是可選的。 溫度保持在4-15℃，並使反應停止。
該程序分為三個階段：
- 指數擴增：在每個循環中，產品（被複製的特定DNA片段）翻倍。
- 平衡階段：由於DNA聚合酶失去活性並消耗試劑，反應速度變慢。
- 高原：沒有更多的產品積累。