Το 1983, ο Κάρι Μάλις οδηγούσε σε έναν αυτοκινητόδρομο της Καλιφόρνια όταν συνέλαβε έναν τρόπο εκθετικής αντιγραφής του DNA. Η ιδέα έγινε η αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης ή PCR. Αυτό του χάρισε το βραβείο Νόμπελ το 1993. Η PCR είναι πλέον μια από τις πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες τεχνικές στη βιολογία. Μπορεί να ενισχύσει ένα μόνο αντίγραφο του DNA σε δισεκατομμύρια αντίγραφα μέσα σε λίγες ώρες.

Η αντίδραση κυκλώνεται σε τρεις θερμοκρασίες. Η μετουσίωση θερμαίνει το DNA στους περίπου 95 βαθμούς Κελσίου, διαχωρίζοντας τη διπλή έλικα σε μονές αλυσίδες. Η ανόπτηση την ψύχει στους περίπου 50 έως 65 βαθμούς, επιτρέποντας στους εκκινητές να συνδεθούν με την αλληλουχία-στόχο. Η επέκταση την ανεβάζει στους περίπου 72 βαθμούς, όπου μια θερμοσταθερή DNA πολυμεράση, συνήθως Taq, επεκτείνει τους εκκινητές και συνθέτει νέες αλυσίδες. Κάθε κύκλος διπλασιάζει την ποσότητα του DNA. Τριάντα κύκλοι παράγουν ενίσχυση δισεκατομμυρίων φορές.

Η PCR χρησιμοποιείται για πολλούς σκοπούς. Διαγιγνώσκει λοιμώξεις ανιχνεύοντας DNA παθογόνων. Ενισχύει το DNA για αλληλούχιση και κλωνοποίηση. Ανιχνεύει μεταλλάξεις και γενετικές διαταραχές. Χρησιμοποιείται στην εγκληματολογία για την ανάλυση DNA από τόπους εγκλήματος. Χρησιμοποιείται στην έρευνα για τη μελέτη της γονιδιακής έκφρασης και την ποσοτικοποίηση του RNA, σε μια παραλλαγή που ονομάζεται RT-PCR. Κατά τη διάρκεια της πανδημίας COVID-19, η δοκιμή PCR έγινε ένας οικείος όρος.

Η τεχνική είναι απλή, γρήγορη και ευαίσθητη. Απαιτεί προσεκτικό σχεδιασμό εκκινητών, έλεγχο της μόλυνσης και βελτιστοποίηση των συνθηκών. Όταν λειτουργεί, μετατρέπει ένα μικροσκοπικό δείγμα σε αρκετό DNA για ανάλυση. Όταν αποτύχει, μπορεί να ενισχύσει την λανθασμένη αλληλουχία ή και τίποτα απολύτως.