PCR står for polymerase chain reaction, på norsk polymerasekjedereaksjon. Metoden lager svært mange kopier av et bestemt avsnitt av DNA, slik at man får nok DNA til å analysere det. Alt skjer i et lite reagensrør i en PCR-maskin som styrer temperaturen.

I røret blander vi

• DNA-prøven som skal kopieres
• to primere, korte enkeltrådete DNA-biter som passer til hver sin ende av avsnittet vi vil kopiere
• frie nukleotider (byggesteinene i DNA)
• varmestabil DNA-polymerase, oftest Taq-polymerase fra en bakterie som lever i varme kilder
• buffer med $\mathrm{M}{\mathrm{g}}^{2+}$

Hver syklus i maskinen har tre trinn:

Denaturering. Temperaturen settes til ca. $95°\mathrm{C}$. Hydrogenbindingene mellom basene ryker, og DNA-et blir til to enkelttråder.

Hybridisering. Temperaturen senkes til rundt $55°\mathrm{C}$. Primerne binder seg til hver sin enkelttråd ved komplementær baseparing. Primerne bestemmer hvilket avsnitt som blir kopiert.

Forlenging. Temperaturen settes til ca. $72°\mathrm{C}$, som er den temperaturen Taq-polymerasen arbeider best ved. Polymerasen fester frie nukleotider til primeren og bygger en ny tråd som er komplementær til malen.

Etter én syklus er antall kopier fordoblet. Maskinen gjentar syklusen 25–35 ganger, og mengden DNA øker eksponentielt. At polymerasen tåler $95°\mathrm{C}$, er nettopp grunnen til at den ikke blir ødelagt under denatureringen. En vanlig DNA-polymerase måtte vært tilsatt på nytt for hver syklus.

Eksempel på bruk: I kriminalsaker finner politiet ofte bare bittesmå mengder DNA, for eksempel i en blodflekk eller et hårstrå. PCR kopierer opp bestemte områder av dette DNA-et, slik at det blir nok materiale til å lage en DNA-profil som kan sammenliknes med profilen til en mistenkt. PCR brukes også til å påvise virus og bakterier i pasientprøver og til å teste om en plante er genmodifisert.