În 1983, Kary Mullis conducea pe o autostradă din California când a conceput o metodă de a copia ADN-ul exponențial. Ideea a devenit reacția în lanț a polimerazei, sau PCR. Aceasta i-a adus Premiul Nobel în 1993. PCR este acum una dintre cele mai utilizate tehnici în biologie. Poate amplifica o singură copie de ADN în miliarde de copii în câteva ore.

Reacția trece prin trei temperaturi. Denaturarea încălzește ADN-ul la aproximativ 95 de grade Celsius, separând dubla spirală în catene simple. Recoacerea îl răcește la aproximativ 50 până la 65 de grade, permițând primerilor să se lege de secvența țintă. Extensia o ridică la aproximativ 72 de grade, unde o ADN polimerază termostabilă, de obicei Taq, extinde primerii și sintetizează catene noi. Fiecare ciclu dublează cantitatea de ADN. Treizeci de cicluri produc o amplificare de un miliard de ori.

PCR este utilizat în multe scopuri. Diagnosticează infecțiile prin detectarea ADN-ului agentului patogen. Amplifică ADN-ul pentru secvențiere și clonare. Detectează mutații și tulburări genetice. Este utilizat în criminalistică pentru a analiza ADN-ul de la locurile crimei. Este utilizat în cercetare pentru a studia expresia genelor și a cuantifica ARN-ul, într-o variantă numită RT-PCR. În timpul pandemiei de COVID-19, testarea PCR a devenit un termen uzual.

Tehnica este simplă, rapidă și sensibilă. Necesită o proiectare atentă a primerilor, controlul contaminării și optimizarea condițiilor. Când funcționează, transformă o mostră minusculă în suficient ADN pentru analiză. Când eșuează, poate amplifica secvența greșită sau chiar nimic.