Ten drugi etap służy uzyskaniu większej ilości DNA, ponieważ ilość DNA otrzymana po etapie izolacji jest niewystarczająca do dalszych analiz.
Reakcja PCR to kopiarka DNA – niewielką ilość DNA można zwielokrotnić do poziomu potrzebnego w badaniu. W trakcie reakcji wykorzystywana jest zdolność rozłączania się dwuniciowej helisy do pojedynczych nici DNA, do których przyłączają się odpowiednie startery i enzymy, które odbudowują nić.
Reakcję tę przeprowadza się w urządzeniu nazywanym termocyklerem. Przed umieszczeniem próbek w termocyklerze przygotowuje się je w odpowiednich komorach laminarnych, które zapobiegają kontaminacji, czyli zanieczyszczeniu.
Do Państwa DNA dodaje się mix specjalnych odczynników, który zawiera m.in. znakowane startery (primery), wolne nukleotydy, enzym polimeraza oraz bufor wspomagający cały proces. Aby dwuniciowa helisa mogła się rozdzielić do pojedynczych nici, podwyższa się temperaturę w termocyklerze do temperatury 96°C. Jest to tzw. denaturacja DNA. Przy niższej temperaturze, 59°C, do jednoniciowego DNA przyłączają się startery, które rozpoczynają odbudowanie nici. Odbudowanie nici, czyli jej wydłużanie (elongacja), zachodzi w temperaturze 72°C i jest możliwie dzięki enzymowi polimerazie, która pomaga połączyć się wolnym nukleotydom dostępnym w przygotowanej wcześniej mieszaninie reakcyjnej. Taki cykl powtarzany jest w termocyklerze ok. 30 razy.
Reakcja PCR jest bardzo wrażliwym procesem. Istotny jest dobór odpowiednich temperatur, odczynników, sprawność techniczna samego termocyklera, a także jakość próbki. Walidując, czyli potwierdzając gotowość procedury badawczej do wykorzystania jej do badań ojcostwa, laboratorium dokładnie przetestowało warunki reakcji, sprawność działania termocyklera w stopniu gwarantującym Państwu prawidłowy jej przebieg.