Ogni gene del genoma codifica per una proteina diversa. Ogni gene è diviso in due regioni distinte: una regione codificante ed una regione regolatoria anche detta promotore.
La regione codificante specifica, tramite il codice genetico che assegna un aminoacido ad ogni tripletta di nucleotidi, la sequenza di una proteina. Infatti, la sequenza di DNA viene trascritta in RNA messaggero dalla RNA-polimerasi e la sequenza di RNA viene poi tradotta in sequenza aminoacidica -e quindi in una proteina- nel ribosoma. In pratica, la regione codificante indica
La regione regolatoria invece è responsabile per il controllo spazio-temporale della produzione di una specifica proteina. La sequenza regolatoria specifica quante copie di quella determinata proteina vengono prodotte, in quali cellule, in quel momento dello sviluppo e/o in risposta a quali stimoli.
La regolazione genica avviene principalmente a livello della RNA polimerasi. Perché un gene possa essere trascritto è necessario che la RNA polimerasi leghi il DNA che codifica per quel gene nelle vicinanze della sequenza che codifica per il primo amminoacido.
La probabilità che questo evento avvenga spontaneamente è estremamente bassa.
La sequenza regolatoria o promotore contiene dunque delle brevi sequenze specifiche alle quali si legano delle proteine dette fattore di trascrizione il cui compito è quello di attrarre la RNA polimerasi in modo da costituire un complesso proteico detto trascrittoma in modo da iniziare la trascrizione di quel gene specifico.
La trascrizione dei geni è quindi regolata regolando la probabilità di attacco della RNA polimerasi.
Questo sistema consente una notevole economia, infatti se una cellula deve rispondere ad uno stimolo specifico attivando centinaia di geni differenti, per assicuarare una regolazione concertata è sufficiente che tutti questi geni possiedano i siti di legame per lo stesso fattore di trascrizione. Una volta attivato il fattore di trascrizione questo attiverà la trascrizione di tutti il geni necessari alla risposta cellulare.
