Η γονιδιακή σύνθεση είναι μια μέθοδος που χρησιμοποιείται για την παραγωγή συνθετικών γονιδίων που μπορούν να εισαχθούν σε αλληλουχίες DNA. Υπάρχουν πολλές χρήσεις για τα τεχνητά γονίδια, που κυμαίνονται από την καθαρή έρευνα έως την ανάπτυξη καλλιεργειών που μπορούν να αντισταθούν σε ορισμένα παράσιτα. Ένας αριθμός εταιρειών παγκοσμίως προσφέρουν γονιδιακή σύνθεση στους πελάτες τους, χρησιμοποιώντας μια ποικιλία τεχνικών και τύπων εξοπλισμού. Το κόστος για τη σύνθεση γονιδίων είναι επίσης σχετικά χαμηλό, καθιστώντας τη διαδικασία προσιτή για ερευνητές και ιδρύματα όλων των μεγεθών.
Στη σύνθεση γονιδίων, το άτομο που ζητά το τεχνητό γονίδιο στέλνει τα δεδομένα σε ένα εργαστήριο και το εργαστήριο κατασκευάζει το γονίδιο. Το απόσπασμα του DNA που αποτελεί το συνθετικό γονίδιο κωδικοποιείται σε έναν φορέα που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εισαγωγή του γονιδίου σε έναν κλώνο DNA. Ο φορέας συνήθως περιλαμβάνει δείκτες έτσι ώστε να είναι εύκολο να βρεθεί το γονίδιο. Αυτοί οι δείκτες μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν όταν οι ερευνητές θέλουν να εξετάσουν γενετικές μεταλλάξεις ή να παρακολουθήσουν συνθετικά γονίδια όταν χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές όπως η γεωργία.
Αυτή η μέθοδος βρίσκεται σε αντίθεση με την κλωνοποίηση, στην οποία ένας επιστήμονας δημιουργεί ένα αντίγραφο μιας περιοχής γενετικού ενδιαφέροντος από ένα υπάρχον δείγμα DNA. Η κλωνοποίηση μπορεί να είναι προβληματική και επιρρεπής σε σφάλματα και μπορεί επίσης να είναι πολύ χρονοβόρα, καθώς το γονίδιο πρέπει να εντοπιστεί και να επαληθευτεί προσεκτικά. Η γονιδιακή σύνθεση επιτρέπει επίσης στους επιστήμονες να αλλάξουν τη φύση του γονιδίου και τον τρόπο με τον οποίο εκφράζει τις πρωτεΐνες, ένα πολύ χρήσιμο χαρακτηριστικό.
Τα εργαστήρια μπορούν επίσης να πραγματοποιούν βελτιστοποίηση γονιδίων, στην οποία ένα γονίδιο προσαρμόζεται ώστε να διασφαλίζεται ότι θα εκφράζεται σωστά όταν εισάγεται σε έναν νέο οργανισμό. Για παράδειγμα, εάν ένα γονίδιο που προσδίδει αντίσταση στα παράσιτα εισαχθεί στο καλαμπόκι, οι πρωτεΐνες μπορεί να μην εκφραστούν όπως είναι επιθυμητό λόγω περιορισμών και συγκρούσεων στο καλαμπόκι. Σε αυτές τις περιπτώσεις, η διαδικασία σύνθεσης γονιδίου θα περιλαμβάνει βήματα που βελτιστοποιούν το γονίδιο έτσι ώστε να λειτουργεί με τον οργανισμό στον οποίο εισάγεται.
Ενώ η ικανότητα χρήσης τεχνητών γονιδίων έχει μια σειρά από πλεονεκτήματα για τους επιστημονικούς ερευνητές, συνοδεύεται επίσης από ορισμένα ηθικά και νομικά ζητήματα. Επειδή η σύνθεση γονιδίων μπορεί να παραγγελθεί από οποιονδήποτε στον κόσμο, υπάρχει η πιθανότητα κάποιος να χρησιμοποιήσει εργαστήρια για να δημιουργήσει επικίνδυνα παθογόνα, παραγγέλνοντας μικρά αποσπάσματα από πολλά εργαστήρια και συρράπτοντάς τα μεταξύ τους. Τα συνθετικά παραγόμενα παθογόνα θα μπορούσαν να αποτελέσουν σοβαρό πρόβλημα για τις κυβερνήσεις που πολεμούν βιολογικό πόλεμο, καθώς τα παθογόνα θα ήταν δύσκολο να εντοπιστούν και να αντιμετωπιστούν.