Una volta identificati i singoli componenti della reazione risulta conveniente, dove possibile, purificarli e aggiungerli separatamente, allestendo un sistema totalmente acellulare, come avviene per la duplicazione del DNA.

I dettagli molecolari del meccanismo che porta alla duplicazione di una molecola di DNA sono stati originariamente studiati con l'ausilio degli estratti cellulari.

Il progresso nella comprensione del processo ha reso possibile riprodurre in vitro la reazione unendo in un'unica provetta i soli componenti essenziali: il DNA che si vuole duplicare e che funge da stampo, l'oligonucleotide complementare al DNA stampo, che funge da primer, i quattro deossiribonucleotidi e l'enzima DNA polimerasi. Una breve incubazione (10 minuti circa) a 37°C è sufficiente per portare a termine la reazione.

La duplicazione del DNA in vitro trova una serie di importanti applicazioni in biologia molecolare: PCR, sintesi di DNA marcato, sequenziamento del DNA.

Se si devono produrre grandi quantità di RNA o di proteine, per uso industriale o farmaceutico, è necessario introdurre i geni che interessano in cellule vive che hanno una grande efficienza

metabolica, quali per esempio batteri o lieviti, che trascrivono e traducono autonomamente i segmenti di DNA che hanno incorporato.

Questi metodi sono noti come tecnologia del DNA ricombinante: una tecnologia che sfrutta l'unione di segmenti di DNA provenienti da due fonti diverse (per esempio batterico e umano) per ottenere cellule con caratteristiche nuove ed eventualmente capaci di produrre sostanza nuove.

La trascrizione in vitro

La traduzione in vitro