تئوری آزمایش :
واکنش زنجیرهٔ پلیمراز (Polymerase Chain Reaction) که مخفف آن (PCR) می‌باشد. بطور کلی «واکنش زنجیره پلیمراز» یک روش برای تکثیر DNA یا RNA تا حد مشاهدهٔ آنها توسط روش‌های ساده و رایج آزمایشگاهی اطلاق می‌شود.
از کاربردهای پی سی آر می‌توان به کاربرد آن در بررسی حذفهای کروموزومی مشخص، تکثیر DNA برای تعیین توالی ، تشخیص بیماری های وراثتی و یا شناسای اثر انگشت ژنتیکی (برای استفاده در پزشکی قانونی و یا یافتن نسبت های خویشاوندی) و یا آشکار سازی و تشخیص بیماری های عفونی ،بررسی جهش های مشخص، بررسی وجود ویروس ها در نمونه اشاره کرد که از مهمترین ویروس هایی که توسط این روش مورد بررسی قرار میکیرند می‌توان از HIV ،HCV نام برد.

مواد وتجهیزات آزمایش :
در یک واکنش PCR از نمونه DNA، آنزیم Taq polymerase، پرایمرها، بافر، سمپلر ، نوکلئوتیدها ،آب دیونیزه ، Dntp،  کاتیونهای دو ظرفیتی و همچنین دستگاه ترموسایکلر استفاده می شود.

نمونه DNA (الگو)
تکثیر از روی نمونه DNA انجام می شود. این نمونه می تواند، قطعه ای DNA، محصول استخراج DNA ژنومی، DNA پلاسمیدی یا حتی محصول PCR دیگری باشد.

آنزیم Taq polymerase
این آنزیم برای تکثیر قطعات کمتر از سه هزار جفت باز توصیه شده و پر مصرف ترین آنزیم مورد استفاده در PCR می باشد.
در گذشته از آنزیم DNA  پلیمراز I برای کاتالیز استفاده می شد ولی چون این آنزیم به دما حساس می باشد امروزه از آنزیم Taq polymerase استفاده می شود.
برای جلوگیری از اتصال قطعات پرایمر به نقاط دیگری روی توالی نمونه DNA و امکان تولید قطعات غیر اختصاصی، توصیه می شود که تمامی مراحل آماده سازی واکنش PCR بر روی یخ صورت گیرد.

بافر
مهمترین نقش بافر PCR تنظیم pH مناسب واکنش PCR و آنزیم Taq polymerase می باشد. اجزای این بافر نقش های دیگری نیز دارند از جمله کلرید پتاسیم که به اتصال پرایمر به DNA الگو (نمونه) کمک می کند.

پرایمرها
دلیل استفاده از پرایمر اتصال نوکلئوتید ها و سنتز DNA  توسط DNA پلی مراز از سر 3َ-OH می باشد و به گونه ای طراحی شده اند که هر یک مکمل ناحیه َ۳ در یکی از رشته های DNA باشد.

دستگاه ترموسایکلر 
برای ایجاد دماهای مختلف در مدت زمان مورد نظر، قابل برنامه ریزی می باشد. قبل از تولید این دستگاه، دانشمندان برای انجام PCR از سه حمام آب گرم با دماهای مختلف استفاده می کردند که کار بسیار پر زحمتی بود.

سمپلر
برداشتن مقادیر اندک مواد مورد نیاز برای واکنش PCR در مقیاس میکرو لیتر استفاده می شود.

dnTP:
دزوکسی نوکلئوتیدهای سه فسفاته (dNTP) که اجزاء سازنده DNA هستند. مصالح ساختمانی که توسط DNA پلیمراز برای ساختن رشته های DNAی جدید بکار میروند Dntp .همان محلول نوکلئوتید ها می باشد یعنی مجموع چهار نوکلئوتید آدنین، تیمین، سیتوزین و گوانین که با هم مخلوط شده است و به صورت محلول شفاف و نوعاً با غلظت ده میلی مولار به فروش می رسدیعنی  از هر نوکئوتید دو و نیم میلی مولار در آن وجود دارد.

کاتیونهای دو ظرفیتی 
کاتیونهای دو ظرفیتی مانند Mg++، Mn++ ، بطور معمول از Mg++ استفاده می شود زیرا افزایش میزان Mn++ با افزایش میزان موتاسیون در نتیجه ایجاد خطا در قرار دادن نوکلئوتیدها توسط پلیمراز، همراه بوده است.

مراحل آزمایش :

هدف : در این آزمایش قصد داریم که یک قطعه مشخص از DNA را تکثیر کنیم .
برای تکثیر DNA توسط پی سی آر می بایست ابتدا در دو طرف قطعه مورد نظر DNA که قطعه هدف نامیده میشود 2 الیگونوکلئوتید به عنوان پرایمر هایی را طراحی کنیم این پرایمر ها  دارای توالی متفاوت نسبت به هم و مکمل توالی هایی است که دردو رشته الگو DNA وجود دارد و به 2 طرف قطعه ای که می خواهد تکثیر شود متصل می کنیم سپس توسط آنزیمهای پلیمراز میتوان قطعه ما بین پرایمرها را که در بین دو سوی 3 پریم پرایمرها قرار دارند را تکثیر کرد.
در طراحی پرایمر باید نکات خاصی در نظر گرفت مثلا حتما قسمت 3پریم از پرایمر میبایست مکمل بخش هدف باشد همچنین باید در نظر گرفته شود که دو پرایمر مستعد تشکیل سنجاق سری نداشته باشند.
 
این واکنش شامل 3 مرحله می باشد :

مرحله اول: واسرشت سازی Denaturation))، 30 تا 60 ثانیه
یعنی ما دو رشته DNA الگو به همراه پرایمر و چهار نوکلئوتیدdntp  را در 95 درجه سانتیگراد از هم جدا می کنیم
مرحله دوم: اتصال پرایمر( Annealing )30 تا 60 ثانیه 
اتصال پرایمرها به نواحی هدف روی DNA و تعیین محدوده تکثیر قطعه DNA دردمای 60 درجه سانتی گراد
مرحله سوم: گسترش (Extension یا Elongation)، به ازای هر 1000 نوکلئوتید طول قطعه 60 ثانیه
در این مرحله دمای مناسب برای دی ان ای پلی مراز فراهم می شود و پرایمرها متصل شده و قطعه DNA مورد نظر تکثیر می شود.این عمل در دمای72 درجه سانتی گراد انجام می شود.
این 3 مرحله بین 25 تا 35 بار تکرار می شود که به آن چرخه های PCR می گویند.
محصول این واکنش یک قطعه DNA است که در دو طرف 5 پریم آنها توالی پرایمر داریم.
جهت اطمینان از اینکه محصول PCR همان توالی مد نظر بوده و واکنش های ما به طور کامل انجام شده است از الکتروفورز برروی ژل استفاده می شود. در این روش جهت مشخص کردن قطعه DNA با وزن مولکولی مشخص و مورد نظر از DNA Ladder استفاده می شود و قطعه مورد نظر در الکتروفورز از روی اندازه مولکولی استاندارد و کنترل مثبت مشخص می گردد.
نحوه عمل الکتروفروز به این صورت است که در چاهک اول DNA مارکر یا لدر در چاهک دوم نمونه و در چاهک سوم کنترل  را قرار می دهیم سپس ما باید در چاهک دوم الکتروفورز باند ببینیم ولی در چاهک سوم هیچ باندی نباید مشاهده کنیم چون هیچ نمونه DNA وجود نداشته که تکثیر و  PCR انجام شود اگر ما در قسمت باند دیدیم نشان از این است که یکی از مواد استفاده شده ما آلودگی  با DNA داشته است.

نتیجه گیری :
در پایان مراحل آزمایش مقدار DNA دوبرابر شده و قطعه مورد نظر به صورت تصاعدی زیاد می شود قطعه DNA حاصل در دو طرف 5 پریم خود پرایمر دارد