År 1983 körde Kary Mullis på en motorväg i Kalifornien när han kom på ett sätt att kopiera DNA exponentiellt. Idén blev polymeraskedjereaktion, eller PCR. Den gav honom Nobelpriset 1993. PCR är nu en av de mest använda teknikerna inom biologin. Den kan amplifiera en enda kopia av DNA till miljarder kopior på några timmar.

Reaktionen cyklar genom tre temperaturer. Denaturering värmer DNA:t till cirka 95 grader Celsius, vilket separerar dubbelhelixen i enskilda strängar. Glödgning kyler det till cirka 50 till 65 grader, vilket gör att primers kan binda till målsekvensen. Förlängning höjer den till cirka 72 grader, där ett värmestabilt DNA-polymeras, vanligtvis Taq, förlänger primers och syntetiserar nya strängar. Varje cykel fördubblar mängden DNA. Trettio cykler producerar en miljardfaldig amplifiering.

PCR används för många ändamål. Det diagnostiserar infektioner genom att detektera patogen-DNA. Det amplifierar DNA för sekvensering och kloning. Det upptäcker mutationer och genetiska sjukdomar. Det används inom forensik för att analysera DNA från brottsplatser. Det används inom forskning för att studera genuttryck och kvantifiera RNA, i en variant som kallas RT-PCR. Under covid-19-pandemin blev PCR-testning ett allmänt känt begrepp.

Tekniken är enkel, snabb och känslig. Den kräver noggrann design av primers, kontroll av kontaminering och optimering av förhållanden. När den fungerar omvandlar den ett litet prov till tillräckligt med DNA för att analysera. När den misslyckas kan den amplifiera fel sekvens eller ingenting alls.