I 1983 kørte Kary Mullis på en californisk motorvej, da han udtænkte en metode til at kopiere DNA eksponentielt. Ideen blev til polymerasekædereaktionen, eller PCR. Den vandt ham Nobelprisen i 1993. PCR er nu en af ​​de mest anvendte teknikker inden for biologi. Den kan amplificere en enkelt kopi af DNA til milliarder af kopier på få timer.

Reaktionen cykler gennem tre temperaturer. Denaturering opvarmer DNA'et til omkring 95 grader Celsius, hvorved dobbelthelixen adskilles i enkeltstrenge. Annealing afkøler det til omkring 50 til 65 grader, hvilket giver primere mulighed for at binde til målsekvensen. Ekstension hæver den til omkring 72 grader, hvor en varmestabil DNA-polymerase, normalt Taq, forlænger primerne og syntetiserer nye strenge. Hver cyklus fordobler mængden af ​​DNA. Tredive cyklusser producerer en milliardfoldig amplifikation.

PCR bruges til mange formål. Det diagnosticerer infektioner ved at detektere patogen-DNA. Det amplificerer DNA til sekventering og kloning. Det detekterer mutationer og genetiske lidelser. Det bruges i retsmedicin til at analysere DNA fra gerningssteder. Det bruges i forskning til at studere genekspression og kvantificere RNA i en variant kaldet RT-PCR. Under COVID-19-pandemien blev PCR-testning et kendt begreb.

Teknikken er enkel, hurtig og følsom. Den kræver omhyggeligt design af primere, kontrol af kontaminering og optimering af betingelser. Når den virker, omdanner den en lille prøve til nok DNA til at analysere. Når den fejler, kan den amplificere den forkerte sekvens eller slet ingenting.