從DNA水平上尋找確診遺傳病的指標或探討遺傳病和腫瘤的病因等方面，已取得很大成績，這對產前診斷，早期確診和突變基因攜帶者的檢出等都有重要意義。所用的方法大體有以下幾種。
一、分離基因進行結構分析
利用DNA離體轉化，制備探針，制備基因文庫進行篩檢，最后鑒定載體中插入DNA片段的特性等一系列技術，可以設法分離出目的基因或某一特定的DNA順序。然后通過DNA核苷酸順序分析可以弄清楚某些疾病的病因。比如，人體癌基因的分離和研究癌基因同原癌基因在DNA的結構與功能上的差別，對了解細胞癌變的機制起了很大的作用。分離目的基因或專一DNA順序更常用的是制備分子雜交探針，通過Southern印跡雜交或Northern印跡雜交等，了解某些遺傳病患者基因結構上的差別，從而找到可靠的診斷方法。比如，患者的基因是否缺失，重排以及是否存在限制性片段長度的多肽現象等。
二、DNA限制性片段多態性連鎖分析
DNA限制性片段長度多態性（restricition fragment length polymorphism, RFLPs）連鎖分析法是指由于缺失、重排或堿基置換的結果，使DNA分子中原有的某種限制性內切酶的識別位點發生改變，或是消失或是增加，所以酶切后生成的DNA片段的長度也隨之改變。這種DNA限制性片段長度的變化往往同某種疾病的連鎖關系，因而可作為這種疾病的診斷指標。
如果所分析的DNA分子不太大，比如人體線粒體DNA，長16569bp。在這種DNA分子上每種限制酶的識別點不過幾個到幾十個，因此，當某種限制酶的識別點發生改變并經過這種酶切后，可清楚地看到DNA電泳帶的圖型發生改變，條帶或者增加或是減少，條帶所處的位置也有變化。可是，遺傳病病例分析時所用的是基因組DNA，而基因組DNA從限制酶酶切后至少會生成100萬個片段，多的可達1000萬個片段。如果其中有一、二個片段發生改變，不可能從電泳凝膠上直接觀察分辨。此時就必定要用合適的探針。某個目的基因或某一特定的DNA片段，在同酶切后的DNA作分子雜交后，可在曝光的X線片上看到RFLP。圖23-8是用分子雜交法檢測RELP示意圖。
圖23-8 分子印跡雜交法則 RFLPs的示意圖
這是通過限制酶A識別點的改變出現DNA的RFLP，再以合適的DNA片段作為分子雜交的探針，在探針上標記了放射性同位素，同分別經酶A，酶B完全酶切的DNA作印跡雜交。在曝光后的X線片上可看到不同的雜交帶圖型。①是正常個體，經酶A和酶B切后的DNA同探針雜交，都只看到一條帶。②是一個雜合子即隱性突變基因攜帶者的雜交圖式，由于它的一條染色體的DNA分子中酶A的識別點發生改變，酶切后的DNA片段較原來的長，所以出現一長一短兩個片段。③是突變基因純合子，也就是患者，酶A和B的酶切片段雖然是各有一個，但A的片段比正常的個體長，所以雜交帶出現的位置也有改變。從圖23-8可以看出研究RFLP的兩個重要因素，一是要制備合適的探針，二是要用盡可能多的各種限制性內切酶進行酶切和雜交。
1974年首次用RFLP作為遺傳學分析的方法。1978年簡悅威和Dozy等第一次用人體β珠蛋白基因作為探針，同限制酶Hpa Ⅰ酶切的DNA做雜交，發現了DNA的RFLP與鐮形細胞貧血之間的關系（表23-4）。
表23-4 DNA的RFLP與鐮形細胞貧血的關系
| Hb基因型 | Hpa Ⅰβ珠蛋白基因片段（kb） | 總計 | 13.0kb片段的頻率 | ||||
7.6/7.6 | 7.6/7.0 | 7.0/13.0 | 7.6/13.0 | 13.0/13.0 | |||
| 黑人AA | 8 | 6 | 0 | 2 | 0 | 15 | 0.03 |
| AS | 5 | 1 | 1 | 9 | 0 | 16 | 0.31 |
| SS | 0 | 0 | 0 | 4 | 11 | 15 | 0.87 |
| 白人AA | 12 | 0 | 0 | 0 | 0 | 12 | 0 |
| 亞洲人AA | 15 | 0 | 0 | 0 | 0 | 15 | 0 |
由此可以看出，HpaⅠβ珠蛋白基因13.0kb片段可作為檢出鐮形細胞貧血及攜帶者的一種指標。1981年Geever等根據鐮形細胞貧血是β珠蛋白第6個密碼子的一個核苷酸置換的結果，用限制酶DdeⅠ酶切DNA后與β珠蛋白基因雜交。結果是：Hb基因型AA的正常個體有175bp和201bp二條帶。SS個體即患者只有一條帶，是正常人兩個DNA片段長度之和，即376bp。AS雜合子則有三條帶：175bp、201bp、376bp。其原因是第6個密碼子中的A被T置換，使Hb A變成了HbS。限制酶DdeI的識別順序為C↓TNAG，當A變成T后，該部位DNA順序變成CTNTG，從而丟失了一個DdeI識別位點，所以HbA的2個DdeI片段（175bp、201bp）變成了HbS的一個DdeI片段（175+201=376bp）。
除了用基因作探針直接檢測基因內的核苷酸變化引起的RFLP外，還有兩種途徑：一是用基因作探針，檢測該基因兩側順序中核苷酸變化引起的RFLP，確定這些RFLP與遺傳病之間有無連鎖關系。另一種是用克隆的專一DNA順序作探針，檢測基因兩側順序DNA的RFLP與遺傳病的連鎖關系。迄今用上述三種方法已查明近30種遺傳病可通過RFLP來檢測。表23-5、6、7為部位舉例。
表23-5 用基因作探針檢測基因內的結構變化來直接分析遺傳病
| 遺傳病 | 探針 | 年代 |
| 抗凝血酶Ⅲ缺乏癥 | 抗凝血酶Ⅲ基因 | 1983 |
| α1抗胰蛋白酶缺乏癥 | 合成的寡核苷酸 | 1983 |
| 動脈粥樣硬化癥 | 載脂蛋白A-基因 | 1983 |
| 糖尿病 | 胰島素基因 | 1983 |
| Ehlers-Danlos綜合癥 | α（1）膠原蛋白基因 | 1983 |
| 生長激素缺乏癥 | 生長激素基因 | 1981 |
| 乙型血友病 | 凝血因子ⅠⅩ基因 | 1983 |
| 遺傳性胎兒血紅蛋白持存癥 | β珠蛋白基因 | 1979，1983 |
| HPRT缺乏癥 | HPRT基因 | 1983 |
| 自毀容貌綜合征 | HPRT基因 | 1983 |
| 成骨不全 | 原α1（1）膠原蛋白基因 | 1983 |
| 視網膜母細胞瘤 | Rb基因 | 1983 |
| 鐮形細胞貧血 | 合成的寡核苷酸 | 1983 |
| 地中海貧血 | β珠蛋白基因 | 1981 |
| α和β珠蛋白基因 | 1978，1980 | |
| 甲型血友病 | 凝血因子Ⅷ基因 | 1985 |
表23-6 用克隆的DNA片段作探針檢測連鎖的RFIP間接分析遺傳病
遺 傳 病 | 探 針 | 探針與疾病基因座位間距離（cm）* | 年 代 |
| 脆性X綜合征 | PN1，VK21，U6-2 | ＜5 | 1989 |
| 慢性進行性舞蹈病 | G8 | ＜10 | 1983 |
| Menkes鋼發癥 | L1，28 | 16 | 1983 |
| 肌營養不良 | |||
| 良性假肥大型 | XJ和per+87系列 | ?/FONT> | 1983 |
| 假肥大型 | XJ和per+87系列 | ?/FONT> | 1986 |
| 強直性肌營養不良 | 補體C3基因 | 7 | 1983 |
| 類固醇-硫酸酯酶-X鏈鎖甲癬 | λRC8 | 25 | 1983 |
| 視網膜劈裂癥（Retinoschisis） | λRC8 | 15 | 1983 |
表23-7 用基因作探針檢測緊密連鎖的RFLP間接分析遺傳病
| 遺傳病 | 基因探針 | 年代 | |||||
| 糖尿病（Ⅱ型） | 胰島素基因 | 1981，1983 | |||||
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