Mikromreža genoma, znana tudi kot mikromreža deoksiribonukleinske kisline (DNK), je vrsta genetske tehnologije, ki znanstvenikom omogoča določanje ravni genske ekspresije. V živih organizmih se gen izrazi, ko se DNK tega gena z vrsto procesov dekodira v protein, ki opravlja določeno funkcijo v celici. Z merjenjem ravni genske ekspresije v danem vzorcu lahko raziskovalci ugotovijo, kateri geni so najbolj aktivni. Tehnologija mikromrež se uporablja zlasti v medicini za spoznavanje genetskih vidikov bolezni, kot je rak.
Ko je gen izražen v organizmu, se DNK dekodira v protein skozi vrsto korakov. Segmenti gena se prepišejo na predlogo ribonukleinske kisline (mRNA), enoverižno molekulo, ki je komplementarna eni verigi prvotne molekule DNK. Ta mRNA prenaša genetske informacije iz jedra celice na mesto sinteze beljakovin. Mikromreža genoma razkrije, kateri geni ustvarjajo največ mRNA – in s tem, kateri geni delujejo na najvišji ravni izražanja.
Mikromreža genoma je stekleni ali silicijev čip z vrsto mikroskopskih pik DNK, pritrjenih na njegovo površino. Specifične sekvence DNK, imenovane sonde, so izbrane na podlagi genov, ki jih želijo raziskovalci preučiti. Mikromreža celotnega genoma vsebuje sekvence iz celotnega genoma, medtem ko osredotočena mikromreža vsebuje DNK samo iz določenih genov.
Pri raziskavah bolezni bi mikromrežje uporabili na naslednji način. Najprej bi osebi vzeli vzorec zdravega in bolnega tkiva. MRNA iz obeh vzorcev bi izolirali z vrsto kemičnih tehnik. Vsak vzorec bi bil kombiniran z drugačno raztopino za označevanje, sestavljeno iz podenot, znanih kot nukleotidi, modificiranih tako, da bi vključevali fluorescenco, ki bi se nato vezala na molekule mRNA, da bi ustvarila fluorescentno komplementarno DNK (cDNA). Na primer, oboleli vzorec je lahko označen z rdečo fluorescenco, zdrav vzorec pa z zeleno fluorescenco.
Ko se vsak vzorec splakne na mikromrežo genoma, se del cDNA iz vzorcev hibridizira ali veže z DNK na čipu. Zaradi tega se pojavijo različne barve in stopnje fluorescence. Če bi bil gen v vzorcu na primer zelo aktiven, bi proizvedel veliko mRNA, ki bi se na mikromrežu pojavila kot močna fluorescentna barva. Z združitvijo vizualnih vzorčnih podatkov s skenerjem lahko raziskovalci ugotovijo, ali je določen gen bolj izražen v obolelem ali zdravem tkivu.
V zgornjem primeru bi zelena pika nakazovala, da je bil gen bolj izražen v zdravem tkivu, saj prevlada zelene fluorescence kaže, da je bilo mRNA zdravega vzorca več kot nezdravih. Rdeča pika kaže, da je gen proizvajal več mRNA v obolelem tkivu in je bil v boleznih bolj aktiven. Rumene pike bi pomenile, da je gen približno enako izražen v zdravem in bolnem tkivu. Raziskovalci lahko s temi informacijami ugotovijo, kateri geni so bolj aktivni v oboleli celici in kako takšne spremembe vplivajo na druge gene v celici. Genomske mikromreže je mogoče uporabiti ne le za raziskovanje in diagnosticiranje bolezni, kot sta rak in bolezni srca, ampak tudi za učenje, kako jih zdraviti s ciljno terapijo.