Jabarkan Prinsip dari Reaksi berantai polimerase

Reaksi berantai polimerase mengamplifikasi bagian tertentu dari unting DNA (disebut sebagai target DNA). Sebagian besar PCR mengamplifikasi fragmen DNA yang panjangnya antara 0,1 dan 10 kilo pasangan basa (kbp), meskipun amplifikasi fragmen hingga 40 kbp juga dimungkinkan. Jumlah produk hasil amplifikasi ditentukan oleh ketersediaan substrat dalam reaksi, yang makin terbatas seiring dengan berlangsungnya reaksi.

Secara mendasar, PCR membutuhkan beberapa komponen dan reagen, di antaranya

templat DNA yang mengandung bagian DNA (target) yang akan diamplifikasi; biasanya diperoleh melalui proses isolasi DNA;

DNA polimerase; enzim yang menginisiasi polimerisasi untuk membentuk unting DNA baru; Taq polimerase yang tahan panas sangat umum digunakan karena cenderung tetap utuh selama proses denaturasi DNA bersuhu tinggi;

dua jenis primer DNA yang bersifat komplementer terhadap ujung 3 ′ (tiga prima) dari tiap-tiap unting bermakna dan takbermakna dari target DNA (DNA polimerase hanya dapat berikatan dan bergerak dari daerah unting ganda DNA; tanpa primer, tidak ada situs inisiasi unting ganda yang ditempati DNA polimerase untuk berikatan); primer-primer spesifik yang komplementer terhadap bagian DNA target terlebih dahulu ditentukan, dan biasanya dibuat secara khusus di laboratorium atau dibeli dari pemasok biokimia komersial; umumnya, primer tersusun dari 18–28 nukleotida yang mempunyai basa guanina (G) dengan kandungan sitosina (C) sekitar 50–60 persen;

deoksinukleosida trifosfat atau dNTP (kadang-kadang disebut "deoksinukleotida trifosfat"; nukleotida yang mengandung tiga gugus fosfat), sebagai blok bangunan (bahan) yang digunakan oleh DNA polimerase untuk menyintesis unting DNA baru;

larutan penyangga yang menyediakan lingkungan kimia yang sesuai agar DNA polimerase tetap stabil dan bisa beraktivitas dengan optimal;

kation bivalen, biasanya ion-ion magnesium (Mg) atau mangan (Mn); Mg2+ merupakan ion yang paling umum, tetapi Mn2+ dapat digunakan untuk mutagenesis DNA yang dimediasi PCR karena konsentrasi Mn2+ yang lebih tinggi akan meningkatkan tingkat kesalahan selama proses sintesis DNA; dan kation monovalen, biasanya ion kalium (K).

Komponen-komponen tersebut biasanya direaksikan dalam bentuk larutan bervolume 10–200 μl di dalam tabung reaksi kecil (volume 0,2–0,5 ml) yang diletakkan di dalam sebuah alat pengatur siklus suhu. Alat ini memanaskan dan mendinginkan tabung reaksi untuk mencapai suhu yang dibutuhkan pada setiap langkah reaksi (lihat di bawah). Banyak alat pengatur siklus suhu memanfaatkan efek Peltier, yang memungkinkan pemanasan dan pendinginan blok yang memuat tabung PCR hanya dengan membalikkan arus listrik. Tabung reaksi berdinding tipis memungkinkan konduktivitas termal yang menguntungkan untuk mencapai kesetimbangan termal yang cepat. Sebagian besar pengatur siklus suhu memiliki tutup yang dipanaskan untuk mencegah kondensasi di bagian atas tabung reaksi. Alat versi lama yang tidak memiliki penutup berpemanas perlu tambahan lapisan minyak di atas campuran reaksi atau bola lilin di dalam tabung.