PCRは組織検体中に存在するクラミジア・トラコマティスのDNA断片を増幅するために用いられる。 反応にはThermus aquaticusから得たDNAポリメラーゼを用いる。 この手順では、最初に溶液を95℃(203 F)まで加熱し、その後溶液を55℃(131 F)まで冷却する。 冷却の直後、次のうちどれが主に起こるか？
A.
DNAポリメラーゼの不活性化
(5%)
B.
二本鎖DNAの変性
(6%)
C.
二本鎖DNA再変性
(22%)
D.
一本鎖DNAへのプライマー結合
(55%)
E.
DNAポリメラーゼによるプライマー伸長
(10%)
PCRは分子生物学的、遺伝学的分析のためにDNAサンプルを指数関数的に複製する実験技術である。 ほとんどのPCR法は、サーマルサイクリング、つまり加熱と冷却を交互に繰り返しながらDNAを増幅する：
変性： DNAサンプルは加熱され、DNA鎖の相補的塩基間の水素結合を破壊する（選択肢B）。 この変性により、2つの別々の一本鎖鋳型が生成される。
プライマーのアニーリング： DNAサンプルはその後冷却され、相補的DNAプライマー（反応混合物に添加されている）が標的DNA領域の両側にある特定のフランキング配列に結合するようになる（2つの異なるプライマーが必要で、1本鎖の鋳型それぞれに1つずつ必要である）。
伸長： 次に耐熱性DNAポリメラーゼが、相補的プライマー（選択肢E）から始めて、5′から3′の方向に娘鎖を合成する（反応混合物中のデオキシヌクレオチド三リン酸を使用）。 この過程で標的DNAの二本鎖コピーが2本得られ、加熱と冷却のサイクルを繰り返すことにより、標的DNAは指数関数的に増幅される。
したがって、このシナリオでは、一本鎖DNAへのプライマーの結合は、冷却の直後に起こっている可能性が高い。
(選択肢A）サーマルサイクリングで使用される耐熱性Taqポリメラーゼは、温泉や熱水噴出孔で繁殖する好熱性細菌（T aquaticus）由来である。 変性（不活性化）することなく、PCRサイクルのすべての温度に耐える。
(選択肢C）親鎖は冷却により変性する可能性があるが、PCR技術ではプライマーを過剰に添加する。 さらに、長く複雑なDNA配列は再アニーリングに時間がかかるため、最適なプライマー結合を可能にしながら、冷却時間はできるだけ短く保たれる。
教育目的
PCR法では、DNAの小さな断片を増幅するためにサーマルサイクリングを用いることが多い。 このプロセスには、二本鎖DNA鋳型を変性させるための加熱、分離した各鎖へのプライマーのアニーリングを促進するための冷却、耐熱性DNAポリメラーゼによる新しい娘鎖の合成が含まれる。