Tüm DNA’mız yaklaşık 20.000 genden oluşmaktadır. Genler kromozomlara paketlenir. Bir kişinin normal olarak 22 çift otozom, 2 si gonozom yani cinsiyet kromozomu olmak üzere toplam 46 kromozomu vardır. Bu DNA koleksiyonunun tamamı genomumuz olarak adlandırılır. Paketlenmiş halininin yani kromozomların incelenmesi Tıbbi Genetikçiler tarafından Sitogenetik yöntemlerle yapılmaktadır (bakınız SİTOGENETİK).
Doğru çalışmayan genler hastalığa neden olabilir. DNA'nın incelenmesinin farklı yolları vardır. Genellikle bunun için dizileme denen bir teknoloji kullanırlar. Dizileme DNA'nın her harfini okuyarak genlerimizde hastalığa neden olabilecek veya bir hastalık riskini etkileyebilecek değişiklikleri (“varyasyonlar” veya “mutasyonlar”) bulmaktadır. DNA dizilmesi olarak adlandırılan yöntem bireyin genetik kodundaki DNA yapı taşlarının (nükleotidler/ baz) sırasının belirlenmesi ve genetik bozuklukların test edilmesinde kullanılan ileri bir tekniktir (bakınız MOLEKÜLER GENETİK). Bireyin veya hastanın DNA dizisinde genetik varyasyonları tanımlamak için iki yöntem sıklıkla kullanılmaktadır: tüm ekzom dizilemesi (WES) ve tüm genom dizilemesi (WGS). Her iki yöntem de büyük miktarlarda DNA'nın hızlı dizilenmesini sağlayan yeni teknolojilere dayanır. Bu yaklaşımlar, Yeni Nesil Dizileme (YND) olarak bilinir.
Sanger dizilimi olarak adlandırılan orijinal dizileme teknolojisi (onu geliştiren bilim adamının adı, Frederick Sanger), bilim insanlarının insan genetik kodunu belirlemesine yardımcı olan bir keşiftir, ama zaman alıcı ve pahalı bir yöntemdir. Sanger yöntemi daha hızlı hale getirmek için otomatikleştirildi ve günümüzde laboratuvarlarda kısa DNA parçalarını sıralamak için kullanılmaktadır. ancak bir kişinin DNA'sını (kişinin genomu olarak bilinen) bu yöntemle dizileme yıllarla sürebilir. Bu nedenle geliştirilen YND , maliyeti düşürürken süreci de (bir insan WGS’si için birkaç gün alarak) hızlandırmaktadır.
Yeni nesil dizileme ile artık DNA'ların büyük miktarlarda dizilimi, örneğin bireyin Tüm Genomunu veya DNA'sının protein üretmek için talimat veren tüm kısımlarını- Tüm Ekzomunu kısa zamanda ve uygun fiyata dizilemek mümkündür.
Tüm Ekzom Dizilemesi tüm ekzomu yani, genomunun %1'ini oluşturduğu düşünülen protein kodlayan tüm kısımları (ekzonlar) dizilemektedir. Bu yöntem, sadece birkaç seçilmiş genden ziyade, tüm genlerin protein kodlama bölgesinde genetik varyasyonları (mutasyonları) incelemeye izin verir. Hastalığa neden olan bilinen mutasyonların çoğu ekzonlarda meydana geldiğinden, tüm ekzom dizilenmesinin, hastalığa neden olan muhtemel mutasyonları tanımlamak için etkili bir yöntem olduğu düşünülmektedir.
Tüm Genom Dizileme ile DNA’daki (genomdaki) her bazı dizileyerek ya da “okuyarak” çok miktarda genetik bilgiye yakından bakılabilir. Bir kişinin bütün genetik kodunun dizilişine “bütün genom dizilemesi” denir. Araştırmacılar, ekzonlar arasında (ekzon dışındaki) bulunan İntron bölgelerindeki DNA varyasyonlarının gen aktivitesini ve protein üretimini etkileyebileceğini ve genetik bozukluklara yol açabileceğini bulmuşlardır- tüm ekzom dizilemenin kaçıracağı bu durumların incelenmesi için bazen Tüm Genom Dizileme yapılmaktadır. Bu yöntem Tüm Ekzom Dizilemesi yapılmış ve normal olarak sonuçlanmış durumlarda önerilmektedir.
Gen veya Hedef bölgelerin Dizilenmesi. Genom çok daha büyük olduğundan, ekzom daha düşük maliyetle ve daha büyük bir derinlikte (belirli bir nükleotidin “okuma” sayısı) dizilenebiliyor. Daha büyük derinlik, nadir saptanan düşük frekans ya da ilk defa saptanan değişikliklerde daha fazla güven sağlar. Bazı durumlarda özel paneller kullanılabilir ki, bu gen panelleri önceden doktorunuz tarafından şüphelenilen hastalıklarla ilişkili belirli bir sayıda seçilmiş genleri veya hastalıkların oluşumunda katkıda bulunan mutasyonları içermektedir. Seçilmiş genlerin ve hedef bölgelerin dizilenmesi “okunan” kısmın daha kısa olması nedeniyle daha düşük maliyetlerle ve daha da fazla derinliğini edinmekle dizilenebilmektedir.
Gen veya hedef bölgelerin dizilenmesinden daha fazla genetik değişiklik, tüm ekzom ve tüm genom dizilenmesi ile saptanabilirken, bu değişikliklerin çoğunun önemi bilinmemektedir. Tüm genetik değişiklikler sağlığı etkilemediği için, tanımlanmış varyantların hastalıkla ilişkili olup olmadığını öngörmek zordur.
Klinik doktorları tanıya götüren tüm ekzom ve tüm genom dizilemesi araştırmacılar için de çok değerli araçtır.