zamanla biriken mutasyonlarla işlevsiz hale gelir. DNA'a da pasif bile olsa durmaya devam ettikleri müddetçe evrimsel geçmişimize dair fikir verirler. Ta ki, daha yıkıcı mutasyonlarla izleri tamamiyle silininceye kadar.

Tanım olarak Protein kodlamayan DNA bölümlerini ifade eder. Yanıltıcı bir isim olsa da "Çöp DNA" olarak da bilinir. Bu bölgeler içinde yer alan dizilerin bazılarının henüz anlaşılmayan işlevlere sahip olduğuna dair bulgular vardır. DNA mikrodizilimleri ile yapılan deneylerde protein kodlamayan genlerin önemli bir kısmının RNA formatında yazıldığı keşfedilmiştir, bu bulgular bu transkriptlerin önmli bir işlevi olabileceğini düşündürmektedir. Buna ilaveten, memeli genomları arasındaki dizi korunumu, protein kodlayıcı bölgelerle açıklanamayacak kadar fazladır, dolayısıyla genomda hâlen bilinmeyen daha pek çok işlevsel dizi olabilir. İşlevi bilinmeyen bu dizilerin araştırılması halen önemli bir bilimsel çalışma konusudur.

DNA dizilemesi genomdaki nükleotit bazlarının sırasını belirlemek demektir.

İnsan Genom Projesi ve Celera Genomics tarafından paralel olarak yürütülen birer proje, iki ayrı haploit insan genom dizisi elde edip yayınladılar. Bunların her biri birkaç kişinin dizilerinin bir karmasıydı.

Kişisel bir genom dizisi, tek bir kişinin DNA'sını oluşturan nükleotitlerin dizilemesidir. Kişisel genomların dizilenmesinin kişiselleştirilmiş tıbbî tedavileri mümkün kılacağı öngürülmektedir, çünkü belli genetik varyasyonlara sahip kişiler belli tedavilere farklı cevap verdiği bilinmektedir.

2009 başına kadar beş kişinin genom dizileri tamamlanmıştı. Bun genomlar Craig Venter (2007'de), James Watson (Nisan 2008), Yang Huanming (Kasım 2008), Dan Stoicescu (Mart 2008) ve Seong-Jin Kim'inkilerdir (Mayıs 2009).

İnsan Genom Projesi (İGP)'de kişisel genomlar dizilenmemişti, DNA nümunelerini veren gönüllülerin kimliğini korumak için. Dizilenen DNA çeşitli etnik topluluklara ait birkaç kişiden elde edilmişti. Bir diğer farklılık, İGP dizisinin haploit olması, buna karşın Venter ve Watson'un dizilerinin diploid olmasıydı. Kim'in genomunda daha evvel rapor edilmemiş 1,58 milyon SNP vardı, bunun anlamı her 10.000 bazdan 6'sının Korelilere has olduğuydu. Dolayıyla başka Koreli kişilerde kişiselleştirilmiş tıbbi tedavi yapılması için bu genom dizisinin kullanılması uygun olacaktır.

Genom dizisi genomdaki her bir DNA bazının sırasını listelemesine karşın, bir genom haritası sadece belli noktaların yerini tespit eder. Bir genom haritası genom dizisinden çok daha az ayrıntılıdır ve esas amacı genomda belli bir bölgeyi bulmaktır.

Bir varyasyon haritasına örnek Uluslararası HapMap Projesi tarafından oluşturulmakta olan HapMap'dır. HapMap, İngilizce "Haplotype Map"in ("haplotip haritası") kısaltmasıdır, "DNA dizi varyasyonlarında görülen ortak örüntüleri betimleyecek" bir insan genom haritasıdır. Genomdaki küçük ölçekli (yani tek bazlık) varyasyonların örüntülerini kataloglamaktadır.

Araştırmacılar, DNA dizisinde büyük ölçekli yapısal varyasyonların ilk haritasını Mayıs 2008'de yayımladılar. Büyük ölçekli yapısal varyasyonlar, kişilerin genom dizileri arasında uzun DNA dizilerinin toptan eklenmesi, kaybı veya yer değiştirmesinden oluşan farklılıklardır. Söz konusu diziler binlerce ila milyonlarca DNA bazı uzunlukta olabilir. Bu varyasyonlar belli bir genin kopya sayısında değişiklikleri de kapsayabilir.

İnsan genetik varyasyonu üzerine yağılan çoğu araştırma, tek nükleotit polimorfizmleri (İng. "single nucleotide polymorphism"in (kısaltması SNP olarak bilinir) üzerine yoğunlaşmıştır, bunlar kromozomdaki nükleotitlerdeki substıtusyonlardır. Çoğu analiz, ökromatik insan genomunda SNP'lerin her 100-1000 baz çiftinde bir görüldüğünü, ama dağılımlarının rastgele olmadığını bulmuştur. Bill Clinton 2000 senesinde "hepimiz, ırkımız her ne olursa olsun,genetik olarak %99,9 aynıyız" popüler ifadesinin bu bulguya dayanır. Ancak çoğu genetikçi bu deyişe açıklama getirir, örneğin kopya sayısı varyasyonu bu verilen orandan çok daha büyük bir orana karşılık gelmektedir. Uluslararası HapMap projesi, insan genomundaki SNP varyasyonlarının kataloglamak amacıyla hâlen uğraş veren büyük ölçekli bir işbirliğidir.

Bazı tekrarlı dizilerin genomdaki konumları ve uzunlukları kişiden kişiye büyük çeşitlilik gösterir, DNA parmakizlemesi ve babalık testi buna dayanır. İnsan genomunun heterokromatik bölümü birkaç milyon baz çiftine karşılık gelir, bu DNA'daki dizileri o kadar tekrarlıdır ki mevcut teknoloji ile bunların hatasız olarak dizilenememektedirler. Bu tip DNA da insan topluluklarında çok çeşitlilik gösterir. Heterokromatik bölgelerde az sayıda gen bulunur ve heterokromatindeki terkarlardaki farklılıkların herhangi bir fenotipik etkisi olup olmadığı bilinmemektedir.

Gamet germ hücrelerinde çoğu büyük mutasyon muhtemelen embriyonun kısa sürede ölmesine yol açar. Ancak, bazı insan hastalıkları genomdaki büyük ölçekli anormallıklarle ilişkilidir. Down sendromu, Turner sendromu ve bazı başka hastalıklar bazı kromozomların mayoz sırasında yavru hücrelere dağıtılırken birbirlerinden ayrılmamalarının ("nondisjunction") sonucudur. Kanser hücrelerinde çoğu zaman kromozom veya kromozom kollarının anöploidisi görülür, ama anöploidi ile kanser arasında bir sebep-sonuç ilişkisi olduğu gösterilmemiştir.

İnsan biyolojisinin çoğu yönü hem genetik (kalıtsal) ve genetik olmayan (çevresel) faktörlerle ilişkilidir. Bazı kalıtılmış varyasyonlar, tıbbi boyutu olmayan özelliklerimizi (göz rengi, boy, bazı tadları algılama yeteneği gibi) etkiler. Bazı genetik bozukluklar ise ancak belli çevresel şartlarla (örneğin diyet) birleşince hastalığa yol açar. Çevresel etkilerin önemini göz ardı etmeden, genetik bozukluklar, genomik DNA dizi varyasyonlarının neden olduğu, klinik olarak tanımlanmış hastalıklar olarak betimlenebilir. En basit durumlarda, bozukluk bir gendeki bir varyasyonla ilişkilidir. Örneğin, kistik fibroz CFTR genindeki mutasyonlardan kaynaklanır, 1300 farklı bilinen mutasyonla *caucasian* topluluklardaki en yaygın görülen çekinik bozukluktur. Belli genlerde hastalığa neden olan mutasyonl genelde genin işlevi açısından genelde ciddi etkiye sahiptir *severe* ve enderdirler, dolayısıyla genetik hastalıklar da kişisel düzeyde enderdir. Ancak, değişime uğrayarak genetik bozukluklara yol açabilecek pek çok gen olduğu için, toplu olarak tibbi sorunların önemli bir bölümünü oluştururlar, özellikle pediyatride. Moleküler tanımlı genetik bozukluklar, bozukluğun altında yatan nedensel genin tespit edilmiş olduğu bozukluklardır, hâlen OMIM veri tabanında yaklaşık bu tür 2200 bozukluk kaydedilmiştir.

Genetik bozuklukların araştırması genelde aile çalışmaları ile yapılır. Bazı durumlarda topluluk tabanlı yaklaşımlar da kullanılır, özellikle Finlandiya, Fransız Kanadası, Utah, Sardinya gibi "kurucu topluluk"lu toplumlar için. Genetik bozuklukların tanı ve tedavisi genelde klinik/tıbbi genetik konusunda eğitim görmüş, genetik uzmanı tabipler tarafından yapılır. İnsan Genom Projesi'nin bulguları sayesinde genetik bozukluklar için genetik testlerin mevcudiyetinin artması beklenmektedir. Genetik testler ile ebeveynler kalıtsal sorunların mevcudiyeti için test edilir, test bulgularına bağlı olarak bilgilendirilebilirler: olası sonuçlar, bozukluğun kalıtılma olasılığı ve yavrularında bu bozukluktan kaçınmak veya iyileştirmek için yapılabilecekler açıklanabilir.

Yukarıda açıklandığı gibi, çeşitli tip DNA dizi varyasyonu vardır, fazla veya eksik bir bütün kromozomdan tek nükleotitlik değişikliklere kadar. İnsan topluluklarında doğal olarak bulunan genetik varyasyonların çoğunun fenotipik olarak nötür olduğu varsayılır, yani kişinin fizyolojisi üzerinde az veya gözlemlenemez bir etkisi vardır. Genetik bozukluklar bilinen dizi varyasyonlarının hepsinden kaynaklanabilir. Yeni bir genetik bozukluğu moleküler düzeyde karakterize etmek için belli bir genetik dizi varyantı ile incelenen tibbî sorun arasında nedensel bir ilişki gösterilmelidir. Bu tür araştırmalar insan moleküler genetik dalını oluştururlar.

İnsan Genom Projesi ve Uluslararası HapMap Projesi'nin gündeme gelmesi ile, diyabet, astım, migren, şizofreni gibi çeşitli yaygın hastalıklar üzerindeki genetik etkileri araştırmak mümkün hale gelmiştir. Belli genlerdeki bazı genom dizi varyantları ile bu hastalıklardan bazılar arasında bazı nedensel ilişkiler gözlemlenmişse de (ve medya epey olay yaratmış olasalar da), bunlar kendi başlarına genetik hastalık sayılmazlar, çünkü nedenleri karmaşıktır, pek çok genetik ve çevresel faktöre bağlıdırlar. Bu yüzden bazı durumlarda belli bir tibbi durumun genetik bozukluk sayılması tartışmalı olabilir.

Memeli genomların karşılaştırması 200 milyon yıl önce bu türlerin birbirlerinden ırakasmasından beri insan genomunun %5'inin korunmuş olduğunu gösterir, bu korunan bölüm genlerin öok büyük bir öoğunluğunu içerir. Genler ve onların düzenleyici dizileri genomun %2'isini oluşturduğuna göre, bu bulgu, bilinen işlevesel dizilerden daha fazla miktarda işlevi bilinmeyen diziler olduğu anlamına gelmektedir. İnsan genlerinin daha ufak ama gene de büyük sayılabilecek bir kısmı ise çoğu omurgalılar ile paylaşılmaktadır. Şempanze genomu insan genomu ile %95 aynıdır. Ortalama olarak tipik bir protein kodlayıcı insan geni şempanze ortoloğundan sadece iki amino asit substitusyonu kadar fark gösterir; insan genlerinin üçte biri şempanze ortologları ile aynı protein çevirisine sahiptir. İki genom arasındaki önemli bir fark insan kromozom 2'dir, bu kromozom şemmpanze kromozomları 12 ve 13'ün bir birleşimidir.

Evrimin yakın dönemleri sırasında insanlar koku reseptör genlerinde diğer memlilere kıyasla olağanüstü bir kayıp yaşamıştır. Bu olgu, diğer memelilere kıyasla koku duyumuzun daha zayıf olmasını açıklar. Evirmsel bulgular insan ve birkaç diğer primat türünde renkli görmenin ortaya çıkmasının koku duyusuna olan gereği azaltmış olabileceğini düşündürmektedir.

"İnsan genomu"ndan bahsedilirken genelde ona dahil sayılmayan insan mitokondri genomu genetikçiler için çok ilgi çekicidir çü