Polimeraz zincir reaksiyonu (PCR), belirli bir DNA örneğinin milyonlarca ila milyarlarca kopyasını (tam kopyalar veya kısmi kopyalar) hızla yapmak için yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir ve bilim adamlarının çok küçük bir DNA örneği alıp onu (veya bir kısmını) çoğaltmasına olanak tanır. o) ayrıntılı olarak çalışmak için yeterince büyük bir miktara. PCR, 1983 yılında Cetus Corporation’da Amerikalı biyokimyacı Kary Mullis tarafından icat edildi. Eski DNA örneklerinin analizi ve enfeksiyöz ajanların tanımlanması da dahil olmak üzere, genetik test ve araştırmalarda kullanılan prosedürlerin çoğu için temeldir. PCR kullanılarak, çok küçük miktarlardaki DNA dizilerinin kopyaları, bir dizi sıcaklık değişimi döngüsünde katlanarak çoğaltılır. PCR artık biyomedikal araştırma ve kriminal adli tıp da dahil olmak üzere çok çeşitli uygulamalar için tıbbi laboratuvar araştırmalarında kullanılan yaygın ve çoğu zaman vazgeçilmez bir tekniktir.

PCR yöntemlerinin çoğu termal döngüye dayanır. Termal döngü, reaktanları sıcaklığa bağlı farklı reaksiyonlara, özellikle DNA erimesine ve enzim güdümlü DNA replikasyonuna izin vermek için tekrarlanan ısıtma ve soğutma döngülerine maruz bırakır. PCR iki ana reaktif kullanır – primerler (hedef DNA bölgesine tamamlayıcı bir dizi olan oligonükleotidler olarak bilinen kısa tek sarmallı DNA parçalarıdır) ve bir DNA polimeraz. PCR’nin ilk adımında, DNA çift sarmalının iki sarmalı, nükleik asit denatürasyonu adı verilen bir süreçte yüksek bir sıcaklıkta fiziksel olarak ayrılır. İkinci adımda, sıcaklık düşürülür ve primerler, DNA’nın tamamlayıcı dizilerine bağlanır. İki DNA ipliği daha sonra, DNA’nın yapı taşları olan serbest nükleotidlerden yeni bir DNA ipliğini enzimatik olarak birleştirmek için DNA polimerazın şablonları haline gelir. PCR ilerledikçe, üretilen DNA’nın kendisi replikasyon için bir şablon olarak kullanılır ve orijinal DNA şablonunun katlanarak çoğaltıldığı bir zincirleme reaksiyonu harekete geçirir.

Hemen hemen tüm PCR uygulamaları, orijinal olarak termofilik bakteri Thermus Mediterraneanus’tan izole edilen bir enzim olan Taq polimeraz gibi ısıya dayanıklı bir DNA polimeraz kullanır. Kullanılan polimeraz ısıya duyarlıysa, denatürasyon adımının yüksek sıcaklıkları altında denatüre olur. Taq polimerazın kullanılmasından önce, sıkıcı ve maliyetli bir süreç olan DNA polimerazın her döngüde manuel olarak eklenmesi gerekiyordu.

Tekniğin uygulamaları arasında dizileme için DNA klonlaması, gen klonlaması ve manipülasyonu, gen mutajenezi; DNA tabanlı soyoluşların inşası veya genlerin işlevsel analizi; genetik bozuklukların teşhisi ve izlenmesi; antik DNA’nın amplifikasyonu; DNA profillemesi için genetik parmak izlerinin analizi (örneğin, adli tıp ve ebeveynlik testi); ve bulaşıcı hastalıkların teşhisi için nükleik asit testlerinde patojenlerin saptanması.