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RD-RCA涉及一種新型的核酸滾環擴增方法，即重組依賴的核酸滾環擴增方法（Recombination-Dependent Rolling Circle Amplification，RD-RCA）。
具體來說，重組依賴的核酸滾環擴增方法（RD-RCA）又可以分成兩種，分別是：拓撲異構酶介導環化的核酸滾環擴增方法（Topoisomerase-mediated Rolling Circle Amplification，Top-RCA）和位點特異性重組酶介導環化的核酸滾環擴增方法（Site-Specific Recombinase mediated Rolling Circle Amplification，SSR-RCA）。這是因為Top-RCA和SSR-RCA在核酸環化的過程中，都需要進行DNA的切割和重新連接，即都需要進行DNA的重組，所以將Top-RCA和SSR-RCA統稱為重組依賴的核酸滾環擴增方法（RD-RCA）。
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RD-RCA引入兩種新的獲得單鏈環狀DNA的方法，而后利用可與該環狀DNA結合的引物進行超分支滾環擴增（RCA），最終達到大量擴增核酸的目的。該兩種方法分別命名為：Top-RCA和SSR-RCA，統稱為RD-RCA。下面分別介紹著兩種方法：
方法一：Top-RCA
Top-RCA通過將拓撲異構酶技術引入到DNA的環化過程，具體來說是利用拓撲異構酶同時具有的類似限制性內切酶和連接酶的功能，完成單鏈DNA的環化，而后對環化的DNA進行RCA擴增。
Top-RCA整體來說可以分成以下四個步驟：第一步，設計4個與靶序列互補的引物，兩個為內引物，兩個為外引物，其中一個內引物的5’端含有拓撲異構酶特異識別位點；第二步，通過具有鏈置換功能的DNA聚合酶的作用，產生單鏈DNA，該單鏈DNA的5’端含有拓撲異構酶特異識別位點；第三步，由拓撲異構酶介導該單鏈DNA的環化；第四步，環狀單鏈DNA的滾環擴增。
拓撲異構酶可以是牛痘病毒拓撲異構酶I以及其他一切具有位點特異性識別功能的拓撲異構酶。
下面以牛痘病毒拓撲異構酶I（Vaccinia virus topoisomerase I）為例，說明如下四個關鍵步驟：引物的設計、單鏈DNA的產生、拓撲異構酶介導該單鏈DNA的環化、環狀單鏈DNA的滾環擴增。
第一步：引物的設計：靶序列如果是5’到3’的方向，則從5’到3’分別設計F2,F1,B1,B2共4條引物，其中F2,F1與靶序列相同，而B1,B2與靶序列互補。B1引物的5’端添加有：（1）牛痘病毒拓撲異構酶I特異識別的序列5’-AAGG(G/A）-3’；（2） 5’-AAGG(G/A）-3’序列的5’外側再添加一段短核苷酸序列（如選擇4個堿基）。而F1引物的5’端則含有與B1引物的5’-AAGG(G/A）-3’序列的5’外側再添加的短核苷酸序列互補的序列（如圖1所示）。
第二步：單鏈DNA的產生：首先，B1引物與靶序列互補，在DNA聚合酶的作用下延伸，而后由于外側B2引物的延伸，產生初始單鏈DNA；其次，F1引物與該初始單鏈DNA結合，在DNA聚合酶的作用下延伸，而后由于外側F2引物的延伸，產生次級單鏈DNA。該次級單鏈DNA具有如下特征：（1）3’端含有牛痘病毒拓撲異構酶I特異識別的序列5’-(C/T）CCTT-3’以及其3’外側的短核苷酸序列；（2）5’端含有與3’端最外側序列完全相同的序列（如圖1所示）。
第三步：拓撲異構酶介導該單鏈DNA的環化：上述次級單鏈DNA在與B1引物結合后，其3’端會產生牛痘病毒拓撲異構酶I特異識別的雙鏈5’-(C/T）CCTT-3’位點，該牛痘病毒拓撲異構酶I可在含有5’-(C/T）CCTT-3’序列的DNA鏈上切割該單鏈DNA，然后該單鏈DNA的5’末端依賴與B1引物5’端互補的序列，與3’端靠近，最后再牛痘病毒拓撲異構酶I的作用下， 該單鏈DNA的5’末端與3’末端共價鏈接，從而獲得環狀單鏈DNA（如圖1所示）。
第四步：環狀單鏈DNA的滾環擴增：已經結合在該環狀單鏈DNA的B1引物，在DNA聚合酶的作用下，滾環產生串聯的線狀互補鏈，F1引物又可與該串聯互補鏈的多個位點結合，在DNA聚合酶的作用下，進行超分支滾環擴增。該過程又可產生與第二步產物相同的單鏈DNA，該單鏈DNA又可環化，該環化單鏈的DNA，又可進行超分支滾環擴增。如此往復，可大量擴增靶序列（如圖1所示）。
方法二：SSR-RCA
SSR-RCA通過將位點特異性重組技術引入到DNA的環化過程，位點特異性重組酶介導的DNA環化過程與拓撲異構酶介導的DNA環化過程非常相似。與Top-RCA不同的是，SSR-RCA在兩個內引物(F1引物和B1引物)的5’端都必須帶有可被位點特異性重組酶識別的特定位點，在獲得次級單鏈DNA后，由于該單鏈DNA的兩端都含有可被位點特異性重組酶識別的特定位點，該DNA可在位點特異性重組酶的介導下發生環化。其他過程與Top-RCA非常相似，不再贅述。
位點特異性重組酶可以是:（1）Tyr-Recombninase，如Cre、Dre;Flp、KD、B2、B3等；（2）Tyr-Integrase，如λ、HK022、HP1、SSV1等；（3）Ser-Resolvase or Ser-Invertase，如Tn3、γδ、ParA、Gin等；（4）Ser-Integrase，如PhiC31、Bxb1、R4等；（5）其他一切具有位點特異性重組功能的酶。
RD-RCA的優點：
RD-RCA與傳統的RCA具有許多優點：（1）無需合成高成本長鏈Padlock探針；（2）無需另外加入單核苷酸片段作為媒介介導環化；（3）拓撲異構酶的連接速度比普通的連接酶快得多，可以縮短單鏈DNA環化的時間，從而提高核酸的擴增速度和效率，用于檢測靶核酸時可以提高檢測的靈敏度。（4）使用不同耐熱性的拓撲異構酶或者位點特異重組酶，RD-RCA可以實現在不同溫度下的等溫擴增，比如25度，37度，60-65度。
附圖說明
圖1. 拓撲異構酶介導環化的核酸滾環擴增方法（Top-RCA）的示意圖。具體分成如下10個步驟：
第1步：B1引物與靶序列的結合；
第2步：B1引物在DNA聚合酶的作用下延伸；
第3步：B2引物在DNA聚合酶的作用下延伸，同時將B1引物延伸的鏈置換出來，產生初始單鏈DNA；
第4步：F1引物在DNA聚合酶的作用下延伸;
第5步: F2引物在DNA聚合酶的作用下延伸，同時將F1引物延伸的鏈置換出來，產生次級單鏈DNA；
第6步: 次級單鏈DNA在拓撲異構酶的作用下，發生環化，從而獲得環狀單鏈DNA；
第7步: B1引物與環狀單鏈DNA結合，同時在DNA聚合酶的作用下發生滾環擴增；
第8步: 滾環擴增的繼續進行；
第9步: 滾環擴增到一定階段，又會產生與第5步相同的次級單鏈DNA，該單鏈DNA再次發生環化以及進行新一輪的滾環擴增；
第10步: 環狀單鏈DNA在B1引物和F1引物以及DNA聚合酶的作用下進行超分支滾環擴增。?
