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類 似于DNA的天然復制過程，其特異性依賴于與靶序列兩端互補的寡核苷酸引物。PCR由變性--退火（復性）--延伸三個基本反應步驟構成：
1、模板DNA的變性（90℃-95℃）：
模板DNA經加熱至90~95℃一定時間后，使模板DNA雙鏈或經PCR擴增形成的雙鏈DNA解離，使之成為單鏈，以便它與引物結合，為下輪反應作準備，雙鏈DNA在高溫作用下，氫鍵斷裂，形成單鏈DNA。
2、模板DNA與引物的退火（復性）（60℃-65℃）：
模板DNA經加熱變性成單鏈后，溫度降至50~60℃，引物與模板DNA單鏈的互補序列配對結合。溫度降低，引物與DNA模板結合，形成局部雙鏈。
3、引物的延伸（70℃-75℃）：
DNA模板--引物結合物在DNA聚合酶的作用下，于70~75℃，以dNTP為反應原料，靶序列為模板，按堿基配對與半保留復制原理，合成一條新的與模板DNA鏈互補的半保留復制鏈重復循環變性--退火--延伸三過程，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的模板。每完成一個循環需2～4分鐘，2～3小時就能將待擴目的基因擴增放大幾百萬倍。PCR全稱為聚合酶鏈式反應，是一種用于放大擴增特定的DNA片段的分子生物學技術。在Taq酶的作用下，以dNTP為原料，從引物的3′端開始以從5′到3′端的方向延伸，合成與模板互補的DNA鏈。每一循環經過變性、退火和延伸，DNA含量即增加一倍。
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