Moderní biologie a biochemie široce využívají metody založené na rekombinantní DNA. Rekombinantní DNA je člověkem vytvořená sekvence DNA, jejíž části lze syntetizovat chemicky, pomocí PCR (polymerázová řetězová reakce) nebo klonovat z DNA různých organismů. Rekombinantní DNA může být transformována do buněk živých organismů jako součást plazmidů nebo virových vektorů [1] . Geneticky modifikovaná zvířata a rostliny obvykle obsahují rekombinantní geny vložené do jejich chromozomů . Zatímco geneticky modifikované bakterie a kvasinky se používají k produkci rekombinantních proteinů , zvířata se používají v lékařském výzkumu [2] a nutričně vylepšené rostliny v zemědělství [3] [4] .
Forenzní vědci používají DNA v krvi , spermatu , kůži , slinách nebo vlasech nalezených na místě činu, aby našli pachatele. Proces identifikace se nazývá genetický fingerprinting (přesněji profilování DNA). Otisk porovnává genomovou variabilní DNA , jako jsou krátké tandemové repetice a minisatelitní sekvence od různých jedinců. Jedná se o velmi spolehlivou metodu pro identifikaci pachatelů [5] , i když identifikace může být obtížná, pokud je místo činu kontaminováno cizí DNA [6] .
Technologie otisků prstů byla vynalezena v roce 1984 britským genetikem Alecem Jeffreysem [7] a byla poprvé použita jako důkaz v procesu s Colinem Pitchforkem v případě, kdy byl obviněn z vraždy a znásilnění [8] .
V současné době jsou v mnoha západních zemích, jako je Spojené království, zločinci obvinění z určitých typů trestných činů odebíráni vzorků pro účely databáze. To pomohlo odhalit pachatele dříve nevyřešených zločinů, protože DNA je zachována na fyzických důkazech. Touto metodou se zjišťuje i identita v případě hromadného úmrtí osob [9] .
1. ledna 2009 byl v Rusku přijat federální zákon „O státní genomické registraci v Ruské federaci“. Genomická registrace je pro určité skupiny lidí (vězni a bývalí vězni, osoby neznámé) deklarována jako povinná procedura a pro ostatní občany dobrovolná. Tento zákon pomůže snížit počet trestných činů a bude také důkazem v soudním řízení při řešení otázek dědictví a výživného. Dobrovolný rozbor DNA slouží ke zjištění otcovství/mateřství, k získání práv příbuzného, nebo práv dědice při dědění majetku a také ke zjištění genetické dispozice k nemocem či závislosti.
Bioinformatika zahrnuje zpracování dat ( data mining ) obsažených v sekvenci DNA. Vývoj počítačových metod pro ukládání a získávání takových informací vedl k rozvoji dalších oblastí informatiky , jako je CCA (string search algorithm), strojové učení a databáze [10] . Pro hledání specifických nukleotidových sekvencí byly vyvinuty algoritmy jako CCA, které hledají specifickou sekvenci písmen ve větší sekvenci písmen [11] . V jiných počítačových aplikacích, jako jsou textové editory , tu práci vykonávají nejjednodušší algoritmy, ale sekvence DNA patří k těm nejobtížnějším na zpracování, protože mají pouze čtyři písmena. Obdobný problém nastává při porovnávání sekvencí z různých organismů (sequence alignment), čehož se využívá při studiu fylogenetických vztahů mezi těmito organismy a funkcí proteinů [12] . Data, která jsou sekvencí celých genomů , z nichž jedním z nejsložitějších je lidský genom , je obtížné použít bez popisu, který ukazuje polohu genů a regulačních sekvencí na každém chromozomu. Oblasti DNA, jejichž sekvence obsahují sekvence spojené s geny kódujícími proteiny nebo RNA, lze nalézt pomocí speciálních algoritmů, které umožňují predikovat přítomnost produktů genové exprese dříve , než jsou detekovány v důsledku experimentů [13].
DNA byla poprvé použita ve výpočetní technice k vyřešení „ problému hamiltonovské cesty “, což je speciální případ NP-úplného problému [14] . Počítač DNA má oproti elektronickým počítačům výhody, protože teoreticky vyžaduje méně elektřiny, zabírá méně místa a je efektivnější díky možnosti simultánních výpočtů (viz Paralelní výpočetní systémy ). Jiné problémy, takový jako “abstraktní stroj” problém , satisfiability problém pro Boolean rovnice a varianta problému obchodního cestujícího , byli analyzováni používat DNA počítače [15] . Vzhledem ke kompaktnosti DNA může teoreticky najít uplatnění v kryptografii , kde z ní lze konstruovat jednorázové šifrovací podložky [16] .
Protože DNA v průběhu času hromadí mutace a následně se dědí, obsahuje historické informace, takže genetici mohou spekulovat o evoluční historii organismů ( fylogenetika ) [17] . Fylogenetika je metoda evoluční biologie . Pokud se porovnají sekvence DNA v rámci druhu, mohou se evoluční genetici naučit historii jednotlivých populací . Tyto informace mohou být užitečné v různých oblastech vědy, od environmentální genetiky po antropologii . DNA se používá k určení otcovství a rodinných vztahů, bylo například prokázáno, že třetí americký prezident Thomas Jefferson byl otcem dítěte otrokyně Sally Hemingsové. V Rusku byly také identifikovány ostatky rodiny posledního cara Ruské říše Mikuláše II . pomocí vzorků DNA odebraných žijícím carovým příbuzným [18] . Metoda používaná v takových případech je obdobná jako v kriminalistice (viz výše), někdy jsou důkazem viny obecné specifické vlastnosti DNA nalezené na místě činu a DNA příbuzných pachatele [19] .
Pomocí nukleotidové sekvence DNA můžete napsat hudební skladbu. Existuje několik teoretických předpokladů pro translaci nukleotidové sekvence do zvukové řady. První je, že sekvence DNA spadá pod koncept růžového šumu , což znamená, že DNA lze považovat za zdroj hudby. Druhým předpokladem je schopnost sestavit fraktál na základě sekvence DNA , což odpovídá principům opakování zvuků v hudbě [20] . Třetím předpokladem je možnost iterace určitých fyzikálních charakteristik nukleotidů do slyšitelné oblasti. Za zakladatele DNA hudby lze právem považovat amerického biologa Davida Deamera, který jako první vyvinul algoritmus pro zápis DNA hudby založený na charakteristikách absorpce světla v infračerveném spektru nukleotidy. K dnešnímu dni se hudbě DNA profesionálně věnuje několik kapel a skladatelů, mezi nimi trio HUGO, skladatelé Susan Alexander (Susan Alexjander), Stuart Mitchell (Stuart Mitchell) a Todd Barton (Todd Barton). Celou recenzi DNA hudby si můžete přečíst zde [21] .
V roce 2012 vzniklo na Moskevské státní konzervatoři Centrum mezioborových studií hudební kreativity, jehož jedním z úkolů je aplikace bioinformatických metod k rozšiřování hudebního prostoru.