合成基因
目前有許多基因和蛋白質的核苷酸和氨基酸序列已得到闡明，人們已經可以根據需要合成出具有實際應用和研究價值的多肽和蛋白質基因。已報道的合成基因有人生長激素、干擾素、胰島素、表皮生長因子、白細胞介素II、集落刺激因子等，絕大多數已在原核和真核系統中獲得表達。
合成基因的方式
1 全基因合成：
分子較小而又不易得到的基因采用該方式。
將雙鏈基因分成若干寡核苷酸單鏈片段(尤其待合成基因在100個核苷酸以上時)，每個片段長度控制在40～60個堿基，并使每對相鄰互補的片段之間有4～6個堿基交叉重疊。
在體外將除基因兩端末端外的所有片段磷酸化。混合退火后加入DNA連接酶，即可得到較大的基因片段。
2 酶促合成：
又稱基因的半合成。全基因，特別是較大的基因的全部化學合成成本昂貴，使用半合成的方法可以降低成本，從而利于普及使用。
首先合成末端之間有10～14個互補堿基的寡核苷酸片段，退火后以重疊區作為引物，在4種dNTP存在的條件下，通過DNA聚合酶I大片段(Klenow酶)或反轉錄酶的作用，獲得兩條完整的互補雙鏈。
合成探針
人工合成的具有特定順序的寡聚DNA片段，已應用于篩選和鑒定重組質粒或λ噬菌體。實驗證明用合成的寡核苷酸片段，即使只有1對堿基錯配采用嚴謹條件雜交也能與完全互補的雙鏈相區別。
合成引物
1.合成PCR引物進行基因擴增
PCR技術是80年代中期發展起來的一種體外擴增特異DNA片段的技術。該法操作簡便，可在短時間內在試管中獲得數百萬特異DNA序列拷貝。PCR技術的特異性取決于所用引物和模板DNA結合的特異性。
2.序列測定用引物
DNA序列測定是分子生物學中最重要和最精細的研究技術，其中最常使用的是末端終止法，即是一種依賴于特異DNA引物的序列測定方法。
3.合成導入突變用的引物：
利用寡核苷酸引導的突變，可在目的DNA序列的任何部分產生點突變、插入和缺失，從而使得基因編碼的蛋白質在結構和功能上發生改變。
合成連接子和接頭
在DNA重組中常需要將外源DNA片段插入某些載體DNA中。如果載體或外源DNA上沒有合適的限制性內切酶位點，為提高插入效率或實現定向克隆，可采用合成連接子(linker)和接頭(adaptor)的方法。
合成基因在醫學中的應用
許多疾病，如遺傳性疾病、腫瘤、心血管疾病等可在基因結構上找到某些變化，如基因的缺失、突變、轉位，以此作為證據可對這些疾病作同相應的判斷。
目前，合成DNA探針已廣應用于臨床，成為一種有效的診斷手段。
1 用于遺傳病的診斷
過去僅有少數遺傳性疾病可以憑借蛋白質和酶學方面的異常作出判斷，隨著分子生物的發展，對遺傳病的診斷有了巨大的進步，出現了基因診斷法。
例如鐮刀狀細胞貧血癥即是由于A→T突變造成β-珠蛋白第六位谷氨酸變為纈氨酸，從而造成珠蛋白結構異常，并引起紅細胞形態及對氧的親合力發生改變。
2 用于傳染病的診斷
臨床上對傳染性疾病的傳統診斷程序常常是檢測病原體及其抗體，需時較長，達不到早期診斷的目的。
合成探針在傳染病特別是由病毒感染性所致的傳染病檢測中，已得到廣泛應用，尤其是結合PCR方法使診斷的靈敏度可進一步提高，目前國內已制出檢測乙肝病毒、艾滋病病毒(HIV)、輪狀病毒和皰疹疾病等多種基因探針診斷試劑盒。
