Określanie kolejności bloków budulcowych DNA (nukleotydów) w kodzie genetycznym jednostki, zwane sekwencjonowaniem DNA, posunęło naprzód badania nad genetyką i jest jedną z technik stosowanych do badania zaburzeń genetycznych. Dwie metody, sekwencjonowanie całego eksomu i sekwencjonowanie całego genomu, są coraz częściej stosowane w opiece zdrowotnej i badaniach naukowych w celu identyfikacji wariantów genetycznych; obie metody opierają się na nowych technologiach, które umożliwiają szybkie sekwencjonowanie dużych ilości DNA. Te metody znane są jako sekwencjonowanie następnej generacji (lub sekwencjonowanie następnej generacji).
Oryginalna technologia sekwencjonowania, zwana sekwencjonowaniem Sangera (nazwana tak na cześć naukowca, który ją opracował, Fredericka Sangera), była przełomem, który pomógł naukowcom określić kod genetyczny człowieka, ale jest czasochłonna i kosztowna. Metoda Sangera została zautomatyzowana, aby przyspieszyć jej działanie i jest nadal stosowana w laboratoriach do sekwencjonowania krótkich fragmentów DNA, ale sekwencjonowanie całego DNA danej osoby (zwanego genomem tej osoby) zajęłoby lata. Sekwencjonowanie nowej generacji przyspieszyło ten proces (sekwencjonowanie ludzkiego genomu trwa od kilku dni do kilku tygodni), jednocześnie obniżając jego koszty.
Dzięki sekwencjonowaniu nowej generacji możliwe jest obecnie sekwencjonowanie dużych ilości DNA, na przykład wszystkich fragmentów DNA danej osoby, które dostarczają instrukcji do tworzenia białek. Uważa się, że te fragmenty, zwane eksonami, stanowią 1 procent genomu danej osoby. Wszystkie eksony w genomie nazywane są egzomem, a metoda ich sekwencjonowania znana jest jako sekwencjonowanie całego egzomu. Metoda ta pozwala na identyfikację zmian w regionie kodującym białka dowolnego genu, a nie tylko w kilku wybranych genach. Ponieważ większość znanych mutacji powodujących choroby występuje w eksonach, sekwencjonowanie całego eksomu jest uważane za skuteczną metodę identyfikacji możliwych mutacji powodujących choroby.
Jednakże badacze odkryli, że warianty DNA poza eksonami mogą wpływać na aktywność genu i produkcję białek oraz prowadzić do zaburzeń genetycznych – wariantów, które sekwencjonowanie całego eksomu mogłoby przeoczyć. Inna metoda, zwana sekwencjonowaniem całego genomu, określa kolejność wszystkich nukleotydów w DNA danej osoby i może określić zmiany w dowolnej części genomu.
Pomimo że za pomocą sekwencjonowania całego egzomu i całego genomu można zidentyfikować znacznie więcej zmian genetycznych niż za pomocą sekwencjonowania wybranych genów, znaczenie wielu z tych informacji jest nieznane. Ponieważ nie wszystkie zmiany genetyczne wpływają na stan zdrowia, trudno jest stwierdzić, czy zidentyfikowane warianty są zaangażowane w interesujące nas schorzenie. Czasami zidentyfikowany wariant jest związany z innym zaburzeniem genetycznym, które nie zostało jeszcze zdiagnozowane (są to tzw. przypadkowe lub wtórne wyniki).
Oprócz zastosowania w klinice, sekwencjonowanie całego eksomu i całego genomu jest cenną metodą dla badaczy. Dalsze badania sekwencji egzomów i genomów mogą pomóc w ustaleniu, czy nowe warianty genetyczne są związane z warunkami zdrowotnymi, co w przyszłości pomoże w diagnostyce chorób.