Moderne biologi og biokemi gør udstrakt brug af metoder baseret på rekombinant DNA. Rekombinant DNA er en menneskeskabt DNA-sekvens, hvoraf dele kan syntetiseres kemisk ved hjælp af PCR (polymerasekædereaktion) eller klones fra forskellige organismers DNA. Rekombinant DNA kan transformeres til celler fra levende organismer som en del af plasmider eller virale vektorer [1] . Genetisk modificerede dyr og planter indeholder normalt rekombinante gener indsat i deres kromosomer . Mens genetisk modificerede bakterier og gær bruges til at producere rekombinante proteiner , bruges dyr i medicinsk forskning [2] og ernæringsmæssigt forbedrede planter i landbruget [3] [4] .
Retsmedicinere bruger DNA i blod , sæd , hud , spyt eller hår fundet på et gerningssted for at lokalisere gerningsmanden. Identifikationsprocessen kaldes genetisk fingeraftryk (mere præcist DNA-profilering). Aftrykket sammenligner genomvariabelt DNA , såsom korte tandemgentagelser og minisatellitsekvenser fra forskellige individer. Dette er en meget pålidelig metode til at identificere gerningsmænd [5] , selvom identifikation kan være vanskelig, hvis gerningsstedet er forurenet med andres DNA [6] .
Fingeraftryksteknologi blev opfundet i 1984 af den britiske genetiker Alec Jeffreys [7] og blev først brugt som bevis i retssagen mod Colin Pitchfork i en sag, hvor han blev anklaget for mord og voldtægt [8] .
I øjeblikket bliver der i mange vestlige lande, såsom Storbritannien, udtaget prøver af kriminelle anklaget for visse typer forbrydelser til databaseformål. Dette har hjulpet med at afdække gerningsmændene til tidligere uopklarede forbrydelser, da DNA er bevaret på fysiske beviser. Denne metode bruges også til at bestemme identiteten i tilfælde af en massedød af mennesker [9] .
Den 1. januar 2009 blev den føderale lov "Om statsgenomisk registrering i Den Russiske Føderation" vedtaget i Rusland. Genomisk registrering er erklæret en obligatorisk procedure for visse grupper af mennesker (fanger og tidligere fanger, uidentificerede personer), såvel som frivillig for andre borgere. Denne lov vil hjælpe med at reducere antallet af forbrydelser og vil også være bevis i retssager, når spørgsmål om arv og underholdsbidrag skal løses. Frivillig DNA-analyse bruges til at fastslå faderskab/moderskab, for at opnå en pårørendes rettigheder eller en arvings rettigheder ved arvegods samt til at fastslå den genetiske disposition for sygdomme eller afhængighed.
Bioinformatik involverer behandling af data ( data mining ) indeholdt i DNA-sekvensen. Udviklingen af computermetoder til lagring og genfinding af sådan information har ført til udviklingen af andre områder inden for informatik , såsom CCA (string searching algorithm), maskinlæring og databaser [10] . Algoritmer såsom CCA, som leder efter en specifik sekvens af bogstaver inden for en større sekvens af bogstaver, er blevet udviklet til at søge efter specifikke nukleotidsekvenser [11] . I andre computerapplikationer, såsom teksteditorer , klarer de enkleste algoritmer jobbet, men DNA-sekvenser er blandt de sværeste at behandle, fordi de kun er fire bogstaver lange. Et lignende problem opstår, når man sammenligner sekvenser fra forskellige organismer (sequence alignment), som bruges i studiet af fylogenetiske forhold mellem disse organismer og proteinfunktioner [12] . Dataene, som er en sekvens af hele genomer , hvoraf et af de mest komplekse er det menneskelige genom , er vanskelige at bruge uden en beskrivelse, der angiver placeringen af gener og regulatoriske sekvenser på hvert kromosom. DNA-regioner, hvis sekvenser indeholder sekvenser forbundet med gener, der koder for proteiner eller RNA, kan findes ved hjælp af specielle algoritmer, der gør det muligt at forudsige tilstedeværelsen af genekspressionsprodukter , før de detekteres som et resultat af eksperimenter [13]
DNA blev først brugt i databehandling til at løse " Hamiltonian path problem ", et specialtilfælde af det NP-komplette problem [14] . DNA-computeren har fordele i forhold til elektroniske computere, fordi den teoretisk kræver mindre elektricitet, fylder mindre og er mere effektiv på grund af muligheden for samtidige beregninger (se Parallelle regnesystemer ). Andre problemer, såsom problemet med "abstrakt maskine" , tilfredsstillelsesproblemet for boolske formler og en variant af problemet med rejsende sælger , er blevet analyseret ved hjælp af DNA-computere [15] . På grund af DNA'ets kompakthed kan det teoretisk finde anvendelse i kryptografi , hvor det kan bruges til at konstruere engangs chifferpuder [16] .
Fordi DNA akkumulerer mutationer over tid og derefter nedarves, indeholder det historisk information, så genetikere kan spekulere i organismers evolutionære historie ( fylogenetik ) [17] . Fylogenetik er en metode inden for evolutionær biologi . Hvis DNA-sekvenser inden for en art sammenlignes, kan evolutionære genetikere lære historien om individuelle populationer . Denne information kan være nyttig inden for forskellige videnskabsområder, fra miljøgenetik til antropologi . DNA bruges til at bestemme faderskab og familieforhold, for eksempel blev det bevist, at den tredje amerikanske præsident Thomas Jefferson var far til barnet til slaven Sally Hemings. I Rusland blev resterne af familien til den sidste tsar af det russiske imperium, Nicholas II , også identificeret ved hjælp af DNA-prøver taget fra levende slægtninge til zaren [18] . Metoden, der anvendes i sådanne sager, svarer til den, der anvendes i retsmedicin (se ovenfor), nogle gange er beviset for skyld de generelle specifikke karakteristika af DNA fundet på gerningsstedet og DNA fra gerningsmandens pårørende [19] .
Ved hjælp af nukleotidsekvensen af DNA kan du skrive en musikalsk komposition. Der er flere teoretiske forudsætninger for translation af en nukleotidsekvens til en lydserie. Den første er, at DNA-sekvensen falder ind under begrebet pink noise , hvilket betyder, at DNA kan betragtes som kilden til musik. Den anden forudsætning er evnen til at bygge en fraktal baseret på DNA-sekvensen , dette svarer til principperne for gentagelse af lyde i musik [20] . Den tredje forudsætning er muligheden for at iterere visse fysiske egenskaber af nukleotider ind i det hørbare område. Grundlæggeren af musikkens DNA kan med rette betragtes som en amerikansk biolog David Deamer, som var den første til at udvikle en algoritme til at skrive musikkens DNA baseret på egenskaberne ved absorption af lys i det infrarøde spektrum af nukleotider. Til dato er flere bands og komponister professionelt engageret i DNA-musik, blandt dem HUGO-trioen, komponisterne Susan Alexander (Susan Alexjander), Stuart Mitchell (Stuart Mitchell) og Todd Barton (Todd Barton). En komplet anmeldelse af DNA-musik kan læses her [21] .
I 2012 blev Center for Interdisciplinary Studies of Musical Creativity etableret ved Moskvas statskonservatorium, hvis en af opgaverne er at anvende bioinformatiske metoder til at udvide det musikalske rum.