1983-ban Kary Mullis egy kaliforniai autópályán vezetett, amikor eszébe jutott egy módszer a DNS exponenciális másolására. Az ötletből lett a polimeráz láncreakció, vagyis a PCR. 1993-ban Nobel-díjat kapott érte. A PCR ma a biológia egyik legszélesebb körben használt technikája. Néhány óra alatt egyetlen DNS-példányból több milliárd példányt képes felsokszorozni.

A reakció három hőmérsékleten megy keresztül. A denaturáció során a DNS körülbelül 95 Celsius-fokra hevül, aminek következtében a kettős spirál egyetlen szálra válik szét. A hőkezelés során a DNS körülbelül 50-65 fokra hűl, lehetővé téve a primerek számára, hogy a célszekvenciához kötődjenek. A hosszabbítás során a hőmérséklet körülbelül 72 fokra emelkedik, ahol egy hőstabil DNS-polimeráz, általában Taq, meghosszabbítja a primereket és új szálakat szintetizál. Minden ciklus megduplázza a DNS mennyiségét. Harminc ciklus milliárdszoros amplifikációt eredményez.

A PCR-t sokféle célra használják. A kórokozó DNS kimutatásával diagnosztizálja a fertőzéseket. Amplifikálja a DNS-t szekvenálás és klónozás céljából. Mutációkat és genetikai rendellenességeket mutat ki. A kriminalisztikában bűncselekmények helyszínéről származó DNS elemzésére használják. Kutatásban a génexpresszió vizsgálatára és az RNS mennyiségi meghatározására használják egy RT-PCR nevű variánsban. A COVID-19 világjárvány alatt a PCR-tesztelés közismert kifejezéssé vált.

A technika egyszerű, gyors és érzékeny. Gondos primerek tervezését, a szennyeződés szabályozását és a körülmények optimalizálását igényli. Amikor működik, egy apró mintából elegendő DNS-t alakít át az elemzéshez. Amikor nem működik, a rossz szekvenciát vagy semmit sem amplifikálhat.