基因合成的策略
基因合成是指在体外人工合成双链DNA分子的技术。它与寡核苷酸（引物）合成有所不同。
寡核苷酸合成是利用DNA自动合成仪，按照设定的序列通过化学反应将核苷酸一个一个连接成单链的寡核苷酸序列。所用化学反应和操作细节随不同的仪器而改变，最广泛应用的方法是亚磷酰胺法。随着的寡核苷酸序列的延长，其回收率会随着每一个碱基的延伸呈线性降低，所以化学合成的片段很难超过200 bp。基因合成则是在化学合成的寡核苷酸基础上进一步合成双链DNA分子，所能合成的长度范围为50 bp～12 kb。
基因合成适用于已知核苷酸序列的、相对分子质量较小的目的基因。如果已经获得某一蛋白质全部氨基酸顺序或者人工设计的蛋白，推测出了编码该蛋白的DNA序列，也可以人工合成目的基因。
基因合成具有合成快速、简单的优点，可以消除基因内部多余的内切酶位点，方便下游的克隆和实验；可以合成一些自然界不存在或者很难从自然环境中克隆的人工设计的基因（如极端环境的基因）。基因合成还可以根据表达宿主的特点进行密码子的优化，使之更适合表达宿主的密码子偏好性；还可以通过密码子的简并性消除基因和mRNA内部复杂的高级结构，使之更有利于基因表达过程的转录和翻译。
由于绝大多数基因的大小超过了化学合成寡聚核苷酸片段的大小，因此，需要将合成的寡核苷酸片段连接组装成完整的基因。在基因合成中，通常是先合成一定长度的、具有特定序列的寡核苷酸片段，然后再用一定的方法组装起来。
1.连接法
连接法是指将基因设计成多个小于200 bp且带有黏性末端的双链寡核苷酸片段，然后根据碱基互补配对原则，序列两两合成互补的寡核苷酸片段。由于寡核苷酸片段合成结束后5′磷酸基团被切除，因此必须用T4多聚核苷酸激酶把寡聚核苷酸片段的5′端重新加上磷酸基团，并使两两互补的寡核苷酸片段退火，形成带有互补黏性末端（重叠10～15 bp）的双链寡核苷酸片段，这时，再用T4 DNA连接酶将它们彼此连接成一个完整的基因或一个基因的大片段（图9-2）。然后将连接好的DNA片段连到克隆载体上，再转化到大肠杆菌进行扩增，并进行测序分析，序列正确则表示成功合成了目的基因的DNA序列。如果要合成的基因相对分子质量较大，可以设计先合成末端带有酶切识别位点的较小亚克隆片段，分别连接到载体进行测序分析，测序正确后，酶切回收相应的片段，再连接成大片段，形成完整的基因序列。
连接法合成基因的优点是简单、快速、准确，突变率较低；缺点是合成的寡核苷酸片段的碱基数是基因全长的两倍，增加了合成的成本，当基因较大时，需要分割成较多黏性连接片段，给设计和连接都带来一定的困难。虽然通过分段或者逐步连接可以在一定程度解决连接的困难，但是会受到酶切位点使用的限制。
图9-2 连接法合成基因
2.聚合酶法
聚合酶法是指将基因设计成多个小于200 bp末端互补（重叠10～15 bp）的单链寡核苷酸片段，并将这些寡核苷酸片段混合后变性、退火，然后在Klenow大片段酶或Taq DNA聚合酶作用下，合成双链DNA片段。DNA片段经处理后连接到适当的载体上，转化大肠杆菌进行增殖和测序分析。测序正确表明成功合成了目的基因的DNA序列（图9-3）。
聚合酶法合成基因的优点是简单，只需要合成单链寡核苷酸片段，成本较连接法低；缺点是当基因片段较大时，需要经过多次循环的聚合酶反应才能获得完整的双链DNA，这样不仅会增加合成的难度，也会增加基因突变的可能性。解决的办法是利用高保真酶进行聚合反应，或者将基因分成几个亚克隆片段进行合成，分别测序，测序结果正确后再组装成完整的基因。
图9-3 聚合酶法合成基因
目的基因的人工合成不需要模板，也不需要首先获得含有目的基因的生物体，因而不受基因来源限制，是获取基因的手段之一。但是基因合成技术还没有一个统一标准的方法，较小的基因，合成的难度小，大分子的基因，难度很大，其成功率取决于操作人员的实验技能和经验。目前有不少专业的基因合成公司提供基因合成的服务，对于缺少经验的实验人员是一个比较好的选择。