Sinteza gena je metoda koja se koristi za proizvodnju sintetskih gena koji se mogu umetnuti u sekvence DNA. Postoji niz namjena za umjetne gene, u rasponu od čistog istraživanja do razvoja usjeva koji mogu odoljeti određenim štetočinama. Brojne tvrtke širom svijeta nude sintezu gena svojim klijentima, koristeći različite tehnike i vrste opreme. Cijena sinteze gena također je relativno niska, što proces čini pristupačnim za istraživače i institucije svih veličina.
U sintezi gena, osoba koja traži umjetni gen šalje podatke u laboratorij, a laboratorij konstruira gen. Isječak DNA koji čini sintetski gen kodiran je u vektor koji se može koristiti za umetanje gena u lanac DNK. Vektor obično uključuje markere tako da će biti lako pronaći gen; ovi se markeri također mogu koristiti kada istraživači žele pogledati genetske mutacije ili pratiti sintetske gene kada se koriste u aplikacijama kao što je poljoprivreda.
Ova metoda je u suprotnosti s kloniranjem, u kojem znanstvenik napravi kopiju područja od genetskog interesa iz postojećeg uzorka DNK. Kloniranje može biti problematično i sklono pogreškama, a može biti i vrlo dugotrajno, jer gen treba pažljivo identificirati i provjeriti. Sinteza gena također omogućuje znanstvenicima promjenu prirode gena i načina na koji izražava proteine, što je vrlo korisna osobina.
Laboratoriji također mogu provoditi optimizaciju gena, u kojoj se gen prilagođava kako bi se osiguralo da će se pravilno eksprimirati kada se ubaci u novi organizam. Na primjer, ako je gen koji daje otpornost na štetočine umetnut u kukuruz, proteini se možda neće eksprimirati po želji zbog ograničenja i sukoba u kukuruzu. U tim slučajevima, proces sinteze gena uključivat će korake koji optimiziraju gen tako da radi s organizmom u koji je umetnut.
Iako sposobnost korištenja umjetnih gena ima niz prednosti za znanstvene istraživače, također je popraćena nekim etičkim i pravnim pitanjima. Budući da sintezu gena može naručiti bilo tko na svijetu, postoji mogućnost da bi netko mogao koristiti laboratorije za stvaranje opasnih patogena, naručujući male isječke iz više laboratorija i spajajući ih. Sintetički proizvedeni patogeni mogli bi predstavljati ozbiljan problem za vlade koje se bore protiv biološkog rata, budući da bi patogene bilo teško identificirati i liječiti.