PCR（聚合酶鏈式反應）是一種分子生物學(xué)技術(shù)，現在已經(jīng)被廣泛運用于臨床和實(shí)驗室，用于擴增特定的DNA片段。它的基本原理就是在體外模擬細胞內DNA復制的條件，最終完成特定基因的體外復制。PCR實(shí)驗基本由變性、退火、延伸三個(gè)步驟完成。

1.變性。變性的目的是使模板DNA雙鏈解旋成為單鏈以便與引物結合，通常給它加溫至95℃（這是Taq酶進(jìn)行30個(gè)左右的循環(huán)后活力不致受到過(guò)多損失時(shí)能耐受的最高溫度）。模板的變性對PCR成功與否至關(guān)重要，第一輪循環(huán)中變性時(shí)間往往為10min，然而根據經(jīng)驗，在其他各次的循環(huán)中一般以95℃持續30s（變性時(shí)間過(guò)長(cháng)會(huì )損害酶活性）足以使各種模板變性。當模板的G+C含量超過(guò)55%時(shí)則需要更高的變性溫度，可以選用來(lái)源于古細菌的DNA聚合酶，因為它比Taq酶更能耐受高溫。

2.退火。模板變性成單鏈后，溫度快速降至退火溫度，引物與模板DNA單鏈的互補序列可發(fā)生結合。退火溫度的選擇也至關(guān)重要，如果退火溫度太高，那么引物就無(wú)法與模板很好地結合，進(jìn)而就會(huì )影響擴增效率；如果退火溫度太低，引物則會(huì )產(chǎn)生非特異性結合，從而導致非特異性DNA片段的擴增。退火30-60s便可使引物與模板之間結合。

3.延伸。模板-引物結合物在Taq酶的作用下，沿著(zhù)5’→3’的方向合成一條與模板DNA鏈互補的鏈。延伸時(shí)的溫度通常為72℃（Taq酶的最適溫度為72℃-78℃）。在最適溫度下，Taq酶的聚合速率約為2000bp/min。不過(guò)靶基因的每1000bp的擴增產(chǎn)物的延伸時(shí)間的設計時(shí)長(cháng)為1min。另外，延伸時(shí)間隨擴增片段長(cháng)短而定，甚至在所擴增目的基因的長(cháng)度較短且退火溫度較高時(shí)，本步驟可省略。

重復循環(huán)“變性→退火→延伸"過(guò)程就可獲得更多的半保留復制鏈，而且這種新鏈又可成為下次循環(huán)的模板。大多數PCR含25-40循環(huán)，過(guò)多易產(chǎn)生非特異擴增。在最后一個(gè)循環(huán)后，反應在72℃維持5-10min可使引物延伸，并使單鏈產(chǎn)物退火成雙鏈。