Budbringer RNA (mRNA) kan bli reverst transkribert til komplementær DNA (cDNA). Hvert av cDNA-molekylene blir deretter høykapasitets sekvensert (HTSeq, neste generasjons sekvenseringsmetoder (NGS)) og danner en avlesning (”read”). Jo flere mRNA-molekyler, desto flere cDNA og flere ”reads”, som til sammen danner en transkriptom profil.
DNA-sekvensering vil si å bestemme rekkefølgen av nukleotidene i den ene tråden av DNA-molekylet, bestemme rekkefølgen av basene adenin (A), guanin (G), cytosin (C) og thymin (T).
I 1977 utviklet Fredrick Sanger en sekvenseringsmetode basert kjedeterminering via kjedetermineringsinhibitorer, Sangers dideoksymetode, med sekvensering av en klonet enkelttrådet DNA. Samtidig hadde Allan Maxam og Walter Gilbert og ved universitetet i Harvard en Maxam-Gilbert sekvenseringsmetode med kjemisk modifisering av DNA og kjemisk kløyving av kjeden ved spesifikke baser. Man foretok radioaktiv P32-merking av 5’-enden av DNA ved hjelp av en kinase, og de radioaktive fragmentene ble separert med en denaturerende polyakrylamid-gel og deretter visualisert med en røntgenfilm og autoradiografi. DNA ble kuttet i mindre fragmenter via restriksjonsenzymer, DNA-fragmentene klonet inn i en DNA-vektor som ble tatt opp i kompetente bakterieceller (E. coli) og amplifisert. Korte DNA-fragmenter fra bakteriekoloniene ble sekvensert og satt sammen i lengre sekvenser. Deretter fulgte haglskuddsekvensering og bioinformatisk skjøting av overlappende sekvenser. Sekvenseringsmetodene utvikles stadig, de blir raskere og mer miljøvennlige med fluorescensmerking av alle nukleotidene i stedet for bruk av radioaktive isotoper. Fra den første sekvensering av bakteriofagen phi-X 174 (φX174) som Sanger og medarbeidere gjorde i 1977, kjenner man nå hele gensekvensen til en lange rekke virus, bakterier, sopp, alger, planter og dyr. Etter hvert som det blir billigere å sekvensere kreves det stadig større datamaskinkapasitet for å kunne analysere og samstille (alinjere) sekvensene. Man kjenner til basesekvensen til gener, genklynger, operoner, enkeltbase polymorfier, kromosomer og hele genomet. Sekvensene blir brukt til å studere evolusjonsbiologi, slektskap og utvikling, biologisk systematikk (artskoding), diagnostikk, epidermiologi, bioteknologi, mikrobiomer og metagenomikk
Eksempler på mer morderne sekvenseringsmetoder er Illumina-sekvensering (Solexa) via syntese; sekvensering ved ligering (SOLiD); pyrosekvensering (454) med amplifisering av DNA i vanndråper i oljeløsninger (emulsjons PCR); ion-halvledersekvensering (ion Torrent sekvensering) med en detektor for H-ioner dannet ved polymeriseringen av DNA; og enkeltmolekyl reell tid sekvensering.
For å kunne sammenligne forekomsten av mRNA må man vite gensekvensen til organismen eller sekvensen til hele transkriptomet som fungerer som et referansegenom. Avlesningene (”reads”) fra to prøver kan alinjeres (samstilles) med referansegenomet, og via bioinformatikk og biostatistikk kan man sammenligne antall ”reads”.
Transkriptomikk er studiet av transkriptomer.
Proteomet er summen av alle uttrykte proteiner. Proteomikk er studiet av proteomet.
Metabolomikk er studiet av alle metabolittene (metabolomet) i biosyntesevei (anabolismevei) eller nedbrytningsvei (katabolismevei) i en organisme.
Epigenomikk er studier av epigenetiske endringer i genomet (epigenomet).