Xác định vị trí của các gene cũng như các vùng điều khiển của chúng bằng các kỹ thuật lập bản đồ là một phần quan trọng trong nghiên cứu di truyền. Trước đây, kỹ thuật này được thực hiện bằng cách vận chuyển các vật liệu di truyền giữa các thể đột biến khác nhau bằng tiếp hợp để xác định vị trí tương đối của một gene chưa rõ chức năng nằm trên nhiễm sắc thể hoặc plasmid sau đó là lập bản đồ cấu trúc chi tiết thông qua phương pháp tải nạp chung.
Cách tiếp cận hiện đại hơn có thể được áp dụng cho toàn bộ các chi vi khuẩn sử dụng các kỹ thuật sinh học phân tử để đọc trình tự toàn bộ hệ gene và theo sau là các kỹ thuật phân lập, nhân dòng và giải trình tự từng gene riêng rẽ. Khi một gene hoặc một trình tự DNA được chọn để phân tích, nó có thể được đánh dấu và sử dụng gene như là một mẫu dò (probe) trong các thí nghiệm lai phân tử. Lai phân tử (hybridization) là quá trình trong đó hai mạch acid nucleic đơn liên kết với nhau để tạo thành một phân tử mạch kép bền vững. Khi trình tự
88
bazơ trên các mạch đơn bổ sung với nhau thì giữa hai mạch đơn sẽ liên kết với nhau thông qua sự hình thành các liên kết hydro. Các mẫu dò thường là các đoạn nucleotide ngắn, có kích thước từ 10 – 40 nucleotide, được tổng hợp và được đánh dấu hóa học. Tiếp theo, các mẫu dò đã được đánh dấu có thể được sử dụng trong các thí nghiệm lai với các phân tử kích thước lớn hơn (kỹ thuật dấu vân tay) được tạo thành từ việc phân cắt toàn bộ nhiễm sắc thể vi khuẩn bằng các enzyme cắt giới hạn hiếm. Mẫu dò sẽ chỉ lai với đoạn DNA nhiễm sắc thể chứa gene được sử dụng để tạo mẫu dò, và như vậy sẽ xác định được chính xác vị trí vật lý của gene ban đầu trong mối tương quan với các gene và các vùng điều khiển khác. Do vậy, hiện nay chúng ta có thể làm sáng tỏ mối quan hệ giữa cấu trúc và chức năng của gene trong tế bào ở cấp độ phân tử.