Alterações na expressão de genes que resultam em enzimas, proteínas, receptores de membrana, proteínas envolvidas com transporte intracelular, entre outros, resultam em doenças chamadas coletivamente de 'erros inatos do metabolismo' ou 'doenças metabólicas'. Apesar da variabilidade de genes envolvendo essas doenças, as consequências normalmente resultam no bom funcionamento das rotas metabólicas com as quais essas proteínas estão envolvidas.

Doenças decorrentes da expansão de sequências de repetição resultam da dinâmica instável das mutações que acometem essas repetições. Geralmente como resultado do deslize (ou escorregamento) da DNA polimerase durante a replicação, tais mutações podem ocorrer em qualquer região de um gene codificante; e estão associadas ao fenômeno de antecipação, onde o aparecimento da doença ocorre em idade precoce à medida que a mutação é transmitida dentro de uma família.

A heterogeneidade da expressão clínica de leve a grave encontrada na osteogênese imperfeita é resultado da heterogeneidade de locus que acomete os genes COL1A1 e COL1A2, São descritos apenas um alelo para cada gene resultando em consequências na formação da cadeia de colágeno, afetando a forma como as cadeias de pró-colágeno são montadas.

A hipercolesterolemia familiar é um exemplo de doença genética com heterogeneidade alélica, pois esta condição resulta de mutações em diferentes regiões do gene que produz a apolipoproteína B exclusivamente.

A homoplasmia é a regra pará a maioria das doenças mitocondriais, resultando na variabilidade das características clínicas encontrada em uma mesma família. Isto é resultado do grau variável de homoplasmia apresentado pelas células em relação às mutações no DNA mitocondrial.