1983年开发的PCR过程使得可以进行DNA测序并确定单个基因中核苷酸的顺序。
该方法使用热循环或反复加热和冷却用于DNA熔解和复制的反应。 随着PCR的继续，“新”DNA被用作复制模板，随后发生连锁反应，指数扩增DNA模板。
PCR技术应用于生物技术的许多领域，包括蛋白质工程 ，克隆，法医学（DNA指纹识别），亲子鉴定，遗传和/或传染病的诊断以及环境样品的分析。
在取证工作中，PCR特别有用，因为它甚至可以放大最小量的DNA证据。 PCR也可用于分析数千年前的DNA，并且这些技术已被用于识别从80万年前的猛犸象到世界各地的木乃伊的一切。
PCR程序如下：
- 初始化：此步骤仅适用于需要热启动PCR的DNA聚合酶。 将反应加热至94至96℃并保持1-9分钟。
- 变性：如果程序不需要初始化，变性是第一步。 反应加热至94-98℃20-30秒。 DNA模板的氢键被破坏并产生单链DNA分子。
- 退火：反应温度低至 50至65℃并保持20至40秒。 引物与单链DNA模板退火。 在此步骤中温度非常重要。 如果太热，引物可能不会结合。 如果太冷，引物可能不完美地结合。 当引物序列与模板序列紧密匹配时形成良好的键。
- 延伸/伸长：此步骤中的温度根据聚合酶的类型而变化。 DNA聚合酶合成一个全新的DNA链。
- 最终延伸：在最终PCR循环后，该步骤在70-74℃进行5-15分钟。
- 最终保留：此步骤是可选的。 温度保持在4-15℃，并使反应停止。
该程序分为三个阶段：
- 指数扩增：在每个循环中，产品（被复制的特定DNA片段）翻倍。
- 平衡阶段：由于DNA聚合酶失去活性并消耗试剂，反应速度变慢。
- 高原：没有更多的产品积累。