V roce 1983 jel Kary Mullis po kalifornské dálnici, když vymyslel způsob, jak exponenciálně kopírovat DNA. Z této myšlenky se stala polymerázová řetězová reakce neboli PCR. V roce 1993 mu vynesla Nobelovu cenu. PCR je nyní jednou z nejrozšířenějších technik v biologii. Dokáže během několika hodin amplifikovat jednu kopii DNA na miliardy kopií.

Reakce prochází třemi teplotními cykly. Denaturace zahřeje DNA na přibližně 95 stupňů Celsia, čímž se dvojitá šroubovice rozdělí na jednotlivé řetězce. Žíhání ji ochladí na přibližně 50 až 65 stupňů, což umožní primerům navázat se na cílovou sekvenci. Extenze ji zvýší na přibližně 72 stupňů, kde tepelně stabilní DNA polymeráza, obvykle Taq, prodlužuje primery a syntetizuje nová řetězce. Každý cyklus zdvojnásobí množství DNA. Třicet cyklů vede k miliardnásobné amplifikaci.

PCR se používá k mnoha účelům. Diagnostikuje infekce detekcí DNA patogenů. Amplifikuje DNA pro sekvenování a klonování. Detekuje mutace a genetické poruchy. Používá se ve forenzní vědě k analýze DNA z míst činu. Používá se ve výzkumu ke studiu genové exprese a kvantifikaci RNA ve variantě zvané RT-PCR. Během pandemie COVID-19 se PCR testování stalo běžným termínem.

Tato technika je jednoduchá, rychlá a citlivá. Vyžaduje pečlivý návrh primerů, kontrolu kontaminace a optimalizaci podmínek. Když funguje, promění malý vzorek v dostatečné množství DNA k analýze. Když selže, může amplifikovat nesprávnou sekvenci nebo vůbec nic.