Ένα σύμπλεγμα γονιδίων είναι μια ομάδα στενά συνδεδεμένων γονιδίων που κωδικοποιούν όλα για την ίδια λειτουργία ή παραλλαγές στην ίδια λειτουργία. Η μελέτη των συστάδων γονιδίων είναι σημαντική για την κατανόηση της εξέλιξης και των διαφόρων αποκλίσεων στο ίδιο είδος, όπως διαφορετικές φυλές και εθνότητες στους ανθρώπους. Οι ερευνητές μπορούν να χρησιμοποιήσουν στατιστική ανάλυση για να εντοπίσουν τέτοιες ομάδες και να προσδιορίσουν τη γενετική τους σημασία.
Η ομαδοποίηση ξεκινά με μια διαδικασία γνωστή ως διπλασιασμός, όπου ένας οργανισμός κληρονομεί κατά λάθος δύο αντίγραφα του ίδιου γονιδίου ως αποτέλεσμα ενός σφάλματος κατά την αντιγραφή του DNA. Τα διπλά γονίδια μπορεί να εξαφανιστούν ή να περάσουν στους απογόνους. Με τον καιρό, αρχίζουν να εξαπλώνονται στον πληθυσμό, έως ότου πολλοί οργανισμοί έχουν τον διπλασιασμό. Τα γονίδια κωδικοποιούν πανομοιότυπες πρωτεΐνες και ουσιαστικά αντιγράφουν την προβλεπόμενη λειτουργία τους.
Με κάθε πέρασμα των διπλών γονιδίων, ο κίνδυνος να αρχίσουν να αποκλίνουν τα αντίγραφα αυξάνεται. Με την πάροδο του χρόνου, τα διπλά γίνονται δύο στενά συνδεδεμένα γονίδια. Δεν είναι πλέον πανομοιότυπα, κωδικοποιούν διαφορετικές πρωτεΐνες που μπορεί να εκτελούν ελαφρώς διαφορετικές λειτουργίες. Αυτό μπορεί να φανεί με τις σφαιρίνες στους ανθρώπους, ένα σύμπλεγμα γονιδίων στενά συγγενών, αλλά ακόμα διακριτών γονιδίων. Όσο περισσότερες γενιές περνούν, τόσο περισσότερες αποκλίσεις στις ομάδες γονιδίων μπορεί να παρατηρηθεί.
Η ανίχνευση συστάδων γονιδίων μπορεί να επιτρέψει σε έναν ερευνητή να μάθει περισσότερα για την εξελικτική ιστορία ενός οργανισμού. Ο ερευνητής μπορεί να χρησιμοποιήσει αυτές τις πληροφορίες για να προσδιορίσει την ηλικία του διπλασιασμού και πόσες γενιές έχουν περάσει από τότε. Οι ερευνητές σημειώνουν ότι αυτή η δραστηριότητα ομαδοποίησης φαίνεται να είναι πιο κοινή με ορισμένους τύπους οργανισμών από άλλους. Τα έντομα, για παράδειγμα, έχουν λίγες ομάδες γονιδίων, ενώ τα ζώα μπορεί να έχουν πολλά.
Όταν το ίδιο σύμπλεγμα γονιδίων εμφανίζεται σε δύο οργανισμούς, μπορεί να αποδείξει πόσο στενά σχετίζονται μεταξύ τους. Η απόκλιση μπορεί να απεικονίζει πότε δύο είδη χωρίζονται ή θα μπορούσε να επιτρέψει στους ερευνητές να παρακολουθούν τα πρότυπα μετανάστευσης. Οι άνθρωποι εβραϊκής καταγωγής, για παράδειγμα, έχουν κάποιες ευδιάκριτες παραλλαγές σε κοινές ομάδες γονιδίων που τους ξεχωρίζουν από άτομα άλλης εθνοτικής κληρονομιάς. Όταν ένα σύμπλεγμα γονιδίων αναπηδά, όπως συμβαίνει μερικές φορές μέσω της οριζόντιας μεταφοράς γονιδίων σε οργανισμούς όπως τα βακτήρια, μπορεί επίσης να παρέχει περισσότερες πληροφορίες σχετικά με την προέλευση και την ιστορία ενός οργανισμού.
Η στατιστική ανάλυση των δεδομένων δειγματοληψίας μπορεί να αναγνωρίσει ομάδες γονιδίων καθώς και οικογένειες, μεγαλύτερες ομάδες σχετικών γονιδίων. Αυτό πρέπει να γίνει προσεκτικά για να αποφευχθεί η δημιουργία ψευδούς συσχέτισης που μπορεί να οδηγήσει σε εσφαλμένα δεδομένα ή συμπεράσματα. Όταν οι ερευνητές αναφέρουν συστάδες, συζητούν τη μεθοδολογία που χρησιμοποιήθηκε στην έρευνά τους και τα αποτελέσματα, έτσι ώστε οι αναγνώστες να μπορούν να προσδιορίσουν μόνοι τους την αυθεντικότητα του πορίσματος της μελέτης γονιδιακής συστάδας.