I 1983 kjørte Kary Mullis på en motorvei i California da han kom på en måte å kopiere DNA eksponentielt. Ideen ble polymerasekjedereaksjon, eller PCR. Den vant ham Nobelprisen i 1993. PCR er nå en av de mest brukte teknikkene innen biologi. Den kan amplifisere en enkelt kopi av DNA til milliarder av kopier på noen få timer.

Reaksjonen går gjennom tre temperaturer. Denaturering varmer opp DNA-et til omtrent 95 grader Celsius, og separerer dobbeltheliksen i enkelttråder. Annealing kjøler det ned til omtrent 50 til 65 grader, slik at primerne kan binde seg til målsekvensen. Forlengelse hever den til omtrent 72 grader, hvor en varmestabil DNA-polymerase, vanligvis Taq, forlenger primerne og syntetiserer nye tråder. Hver syklus dobler mengden DNA. Tretti sykluser produserer en milliard ganger amplifisering.

PCR brukes til mange formål. Den diagnostiserer infeksjoner ved å oppdage patogen-DNA. Den amplifiserer DNA for sekvensering og kloning. Den oppdager mutasjoner og genetiske lidelser. Den brukes i rettsmedisin for å analysere DNA fra åsteder. Den brukes i forskning for å studere genuttrykk og kvantifisere RNA, i en variant kalt RT-PCR. Under COVID-19-pandemien ble PCR-testing et kjent begrep.

Teknikken er enkel, rask og sensitiv. Den krever nøye design av primere, kontroll av kontaminering og optimalisering av forholdene. Når den fungerer, omdanner den en liten prøve til nok DNA til å analysere. Når den mislykkes, kan den amplifisere feil sekvens eller ingenting i det hele tatt.