かつては、一滴の血液や犯罪現場に残されたかすかな染みには、分析に必要なDNA量が少なすぎた。ポリメラーゼ連鎖反応（PCR）は、わずか数時間で選択したDNA断片を数百万個複製することで、この状況を一変させた。この方法は、加熱してDNA鎖を分離し、冷却して短いプライマーを結合させ、再び加熱して耐熱性ポリメラーゼが新しいDNA鎖を合成するというサイクルを繰り返す。

各サイクルで標的DNAが倍増し、指数関数的な増殖が起こります。研究者は、目的領域を挟むプライマーを選択することで、その領域のみが増幅されるようにします。最新の装置は温度変化を自動化し、1時間以内に実験を完了できます。得られたDNAは、シーケンス解析、クローニング、診断検査に十分な純度を備えています。

PCRは、法医学的鑑定、感染症の検出、そして数多くの研究プロトコルの基盤となっている。定量PCRなどの派生法では、開始時にどれだけの鋳型が存在していたかを測定する。わずかな分子でも増幅される可能性があるため、汚染は常に懸念事項である。慎重な技術とネガティブコントロールを用いることで、結果の信頼性を確保できる。

• 特定のDNA断片を指数関数的に増幅する
• 加熱と冷却の繰り返しサイクルを利用する
• プライマーと耐熱性ポリメラーゼが必要です
• 診断および分子研究に不可欠