Sintesis gen adalah metode yang digunakan untuk menghasilkan gen sintetik yang dapat disisipkan ke dalam sekuens DNA. Ada beberapa kegunaan gen buatan, mulai dari penelitian murni hingga pengembangan tanaman yang dapat menahan hama tertentu. Sejumlah perusahaan di seluruh dunia menawarkan sintesis gen kepada klien mereka, menggunakan berbagai teknik dan jenis peralatan. Biaya untuk sintesis gen juga relatif rendah, membuat prosesnya terjangkau bagi para peneliti dan institusi dari semua ukuran.
Dalam sintesis gen, orang yang meminta gen buatan mengirimkan data ke lab, dan lab membuat gen. Potongan DNA yang membentuk gen sintetik dikodekan menjadi vektor yang dapat digunakan untuk memasukkan gen ke dalam untai DNA. Vektor biasanya menyertakan penanda sehingga mudah untuk menemukan gen; penanda ini juga dapat digunakan ketika peneliti ingin melihat mutasi genetik, atau melacak gen sintetik ketika digunakan dalam aplikasi seperti pertanian.
Metode ini berbeda dengan kloning, di mana seorang ilmuwan membuat salinan dari suatu bidang minat genetik dari sampel DNA yang ada. Kloning dapat menjadi masalah dan rentan terhadap kesalahan, dan juga dapat memakan waktu yang lama, karena gen perlu diidentifikasi dan diverifikasi secara hati-hati. Sintesis gen juga memungkinkan para ilmuwan untuk mengubah sifat gen dan cara gen mengekspresikan protein, sifat yang sangat berguna.
Laboratorium juga dapat melakukan optimasi gen, di mana sebuah gen disesuaikan untuk memastikan bahwa ia akan berekspresi dengan benar ketika dimasukkan ke dalam organisme baru. Misalnya, jika gen yang memberikan ketahanan hama dimasukkan ke dalam jagung, protein mungkin tidak berekspresi seperti yang diinginkan karena keterbatasan dan konflik dalam jagung. Dalam hal ini, proses sintesis gen akan mencakup langkah-langkah yang mengoptimalkan gen sehingga akan bekerja dengan organisme yang dimasukkannya.
Sementara kemampuan untuk memanfaatkan gen buatan memiliki sejumlah keuntungan bagi peneliti ilmiah, juga disertai dengan beberapa masalah etika dan hukum. Karena sintesis gen dapat dipesan oleh siapa saja di dunia, ada kemungkinan seseorang dapat menggunakan laboratorium untuk membuat patogen berbahaya, dengan memesan potongan kecil dari beberapa laboratorium dan menyatukannya. Patogen yang diproduksi secara sintetis dapat menimbulkan masalah serius bagi pemerintah yang memerangi perang biologis, karena patogen akan sulit untuk diidentifikasi dan diobati.