3. Extension หลังไพรเมอร์เกาะกับดีเอนเอต้นแบบเรียบร้อยแล้ว เมื่อเพิ่มอุณหภูมิขึ้นถึง ๗๒ องศาเซลเซียส เอนไซม์ดีเอนเอ โพลีเมอร์เรสจะเริ่มทำงานด้วยการเชื่อมต่อเบสทั้ง ๔ ชนิด โดยจะจัดการลำดับการเรียงตัวของเบสตามเบสที่เป็น คู่สมกันบนเส้นดีเอนเอต้นแบบ การสร้างสายดีเอนเอเส้นใหม่จึงเกิดขึ้น
ที่มา : http://www.nhrbc.org/paper15.5.html
4.หลังจากเสร็จสิ้นสามขั้นตอนถือเป็นหนึ่งรอบของปฏิกริยา เพื่อให้ได้ชิ้นส่วนดีเอนเอที่ต้องการมากพอจึงต้องมีการ ทำซ้ำในขั้นตอนที่หนึ่งถึงสามโดยอาศัยเครื่องเปลี่ยนอุณภูมิอัตโนมัติ ดังนั้นเครื่องเปลี่ยนอุณหภูมิอัตโนมัติจึงมีความ จำเป็นเพื่อให้เกิดความต่อเนื่องของปฏิกริยา ด้วยเหตุนี้เองปฏิกริยาจึงชื่อว่า polymerase chain reaction
