중합효소 연쇄 반응: 두 판 사이의 차이
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[[파일:PCR.svg|thumb|right|300px|'''그림 1''': 중합효소 연쇄 반응에 대한 간단한 도표. '''(1) 변성 (94-96°C). (2) 프라이머의 결합 (~65°C) (3) DNA의 신장 (72°C)'''. 4회의 반복된 실험이 표현되어 있다. 파란 실선은 프라이머(붉은 화살표)가 결합되는, 복제하고자 하는 [[주형(생물)|주형 DNA]](Template DNA)를 표시한다. 녹색 동그라미는 DNA 중합효소를 의미한다. 녹색 화살표 방향으로 새로운 DNA 가닥(녹색 실선)이 중합되고 있다. 이렇게 새롭게 합성된 DNA가닥들은 그 스스로가 새롭게 복제되는 DNA의 주형이 된다.]]
'''중합효소 연쇄 반응'''({{llang|en|Polymerase Chain Reaction, '''PCR'''}})은 [[DNA]]의 원하는 부분을 복제·증폭시키는 [[분자생물학]]적인 기술이다. 이 기술은 사람의 [[게놈]]과 같은 매우 복잡하며 양이 지극히 미량인 DNA 용액에서 연구자가 원하는 특정 DNA 단편만을 선택적으로 증폭시킬 수 있다. 또한 증폭에 필요한 시간이 2시간 정도로 짧으며, 실험 과정이 단순하고, 전자동 기계로 증폭할 수 있기 때문에, PCR과 여기서 파생한 여러가지 기술은 분자생물학, 의료, 범죄 수사, 생물의 분류 등 DNA를 취급하는 작업 전반에서 지극히 중요한 역할을 담당하고 있다.
[[1984년]]에 [[캐리 멀리스]]가 특정 DNA 서열을 증폭하기 위한 방법을 고안하여 [[DNA 중합효소|중합효소]] 연쇄 반응(Polymerase Chain Reaction)이라고 불렀다. 1985년에 중합효소를 [[클레나우 중합효소]](Klenow polymerase)로 사용하는 PCR이 처음 공식적으로 발표됐다. [[클레나우]] [[중합효소]]는 열에 약했기 때문에 매 주기마다 효소를 새로 넣어 주어야 했고 생성물의 최대 길이는 400bp에 불과했다. 1988년에 DNA 중합효소로 ''Thermophilus aquaticus''라는 미생물의 [[DNA 중합효소]]인 [[Taq]]를 사용한 논문이 발행되었다. 열에 강한 이 중합효소는 PCR의 효율을 월등히 끌어올렸다. PCR에는 일련의 세 개의 단계가 있고 30~40회 정도 반복된다. PCR의 첫 번째 단계는 DNA를 변성(Denaturation)시키는 것이다. 두 가닥의 DNA는 가열함으로써 분리시킬 수 있다. 분리된 각각의 DNA는 주형(Template)으로서 역할을 하게 된다. 변성 온도는 DNA 내에 있는 G+C의 양과 길이에 따라 달라진다. PCR의 두 번째 단계는 결합(Annealing)이다. 이 단계에서는 [[프라이머]](Primer)들이 주형 DNA에 결합을 하게 된다. 결합(Annealing) 온도는 반응의 정확성을 결정하는 중요한 요소인데 만약 온도를 너무 높게 하면 프라이머가 주형 DNA에 너무 약하게 결합되어서 증폭된 DNA의 산물이 매우 적어진다. 또 만약 온도를 너무 낮게 하면 프라이머가 비특이적으로 결합하기 때문에 원하지 않는 DNA가 증폭될 수 있다. PCR의 세 번째 단계는 신장(Elongation)단계이다. 이 단계에서 열에 강한 DNA 중합효소가 주형 DNA에서 새로운 DNA를 만들게 된다.
PCR은 DNA, RNA 그리고 단백질 수준의 PCR로 나뉠 수 있다. 보통 [[유전자]]를 얻는 실험을 할 경우, 그 유전자의 전체를 보려는 것이 아닌 유전자 안에서의 특정 유전자를 관찰하는 것이 목적이다. 하지만 DNA를 바로 PCR하게 되면 특정 유전자를 얻기 힘들고 진핵 생물의 경우, [[인트론]](Intron; 비발현부위)이 같이 나오는 등 여러 가지 문제점이 있다. 그것을 해결하기 위해 특정 유전자에 프라이머를 붙인 다음, PCR을 DNA수준이 아닌 RNA나 단백질 수준에서 하는 [[역전사-PCR]](RT(Reverse Transcriptase)-PCR)이 있다. 요즘에는 반응의 결과를 극대화하기 위해 [[Taq 중합효소]] 뿐만 아니라 여러 회사들에서 독자적으로 개발한 복합효소를 사용하기도 한다.
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