Sintetinė genomika yra biochemijos sritis, kurioje pagrindinis dėmesys skiriamas genomo – visiško organizmo genetinės arba paveldimos informacijos, reikalingos tam organizmui gyvybei palaikyti, rinkiniui. Organizmo genomą sudaro dezoksiribonukleino rūgšties (DNR) molekulės, kurios sudaro kodą. Šio kodo dalys, vadinamos genais, kontroliuoja baltymų susidarymą ir sąveiką organizmo ląstelėse, leisdamos organizmui funkcionuoti. Sintetinės genomikos srityje mokslininkai manipuliuoja ir atkuria genomus tyrimų tikslais arba praktiniam pritaikymui medicinoje ir biokuro gamyboje.
DNR sudaro pasikartojantys struktūriniai vienetai, vadinami nukleotidais, kurie sudaro bazių poras ir sukuria genetinį kodą sudarančius modelius. Nukleotidai ir DNR sekos gaminami dirbtinai įvairiems biocheminiams tikslams, tačiau sintetinė genomika yra labiau susijęs procesas. Norint sukurti funkcinį sintetinį genomą, natūralus genomas turi būti visiškai žinomas ir tiksliai atkartotas arba modifikuotas taip, kad nebūtų paveiktos jokios esminės funkcijos.
2010 metais J. Craigo Venterio instituto Rokvilyje, Merilendo valstijoje, tyrimų grupė sukūrė pirmąjį sintetinį bakterijų genomą. Bakterijos Mycoplasma mycoides genomas susideda iš vieno milijono bazinių porų. Komanda sugebėjo atkartoti natūralų bakterijos genomą naudojant sintetinius nukleotidus ir įvesti sintetinį genomą į kitos bakterijos ląstelę, pakeisdama šios bakterijos DNR sintetine Mycoplasma mycoides DNR. Sukūrus naują genomą, ląstelė pradėjo veikti kaip normali Mycoplasma mycoides ląstelė, kurios visos funkcijos buvo nepakitusios.
Komplikacijos sintetinant genomą gali lengvai kilti dėl susijusių sistemų sudėtingumo. Pavyzdžiui, jei viena bazinė pora yra ne vietoje arba jos nėra, ląstelė gali visai neveikti. Taip pat biocheminiai procesai, kurių metu ląstelė skaito ir įgyvendina informaciją DNR, ir ląstelės aplinkos cheminė sąveika su DNR turi būti teisingi.
Sintetinės genomikos technologija gali būti pritaikyta pramoninėms ir komercinėms reikmėms, pavyzdžiui, biokuro gamybai. Nuo 2011 m. kai kurios įmonės tiria galimybę sukurti sintetinius dumblius, kurie būtų efektyvesni nei natūraliai susidarantys dumbliai sulaikant ir perdirbant anglies dioksidą į tinkamas medžiagas. Daugelis tyrinėtojų mano, kad tokiu būdu naudojant dumblius biokuro gamyba gali tapti ekonomiškesnė ir komerciškai perspektyvesnė.
Kiti sintetinės genomikos projektai apima tik dalies genomo sintezę, kad būtų galima modifikuoti organizmą, kad jis būtų naudojamas pramonėje ar mokslinėje veikloje. Pavyzdys yra augalų genomų modifikavimas, kad pasėliai būtų atsparesni sausrai ar kenkėjams. Medicinoje mikrobai gali būti genetiškai pakeisti, kad jie veiktų kaip vaistai nuo tam tikrų ligų arba padėtų genų terapijoje.