Al mismo tiempo que los microbiólogos desarrollaban las técnicas de clonaje del ADN, los químicos orgánicos mejoraron los métodos para sintetizar cadenas cortas de ADN. Actualmente estos oligonucleótidos de ADN se fabrican de forma rutinaria mediante máquinas que, en una noche, pueden construir automáticamente cualquier secuencia de hasta 120 nucléotidos de largo.
Esta capacidad para fabricar moléculas de ADN de secuencia deseada desde hace posible rediseñar genes a voluntad, lo cual constituye una herramienta importante de la ingeniería genética. Otro uso importante de dicho oligonucleótidos sintéticos es el de sondas marcadas para detectar la secuencia genómica correspondientes mediante hibridación de ADN.
Mediante el empleo de diferentes temperaturas en la reacción de hibridación es posible escoger la severidad de la hibridación: por encima de cierta temperatura sólo hibridarán aquellas secuencias que sean idénticas, lo que permite detectar genes mutantes, de gran utilidad en el diagnóstico prenatal de enfermedades hereditarias. Más de 3000 enfermedades genéticas humanas son atribuibles a defectos en genes. La mayoría de estas mutaciones son recesivas: únicamente son prejudiciales en los individuos que heredan de ambos padres la copia defectuosa del gen. Un objetivo importante de la medicina moderna consiste en la identificación, antes del nacimiento, de los fetos que portan las dos copias defectuosas del gen, de forma que si lo desea, la madre puede interrumpir el embarazo.
[...] un cromosoma estuviera formado únicamente por ADN extendido, sería difícil de imaginar cómo se podría replicar o segregar entre células hijas [...]