Không phải tất cả các gene đều có biểu hiện liên tục. Mức độ biểu hiện của gene khác nhau giữa các tế bào hoặc khác nhau theo giai đoạn trong chu trình tế bào. Chẳng hạn gene mã hóa cho hemoglobin được biểu hiện ở mức độ cao chỉ ở trong tế bào tiền thể (precursor) của tế bào máu. Hoạt tính của gene khác nhau theo chức năng tế bào. Ởđộng vật có xương sống như chuột, chứa khoảng 200 loại tế bào được phân hóa chức năng khác nhau. Tất cả các tế bào đều chứa cùng thông tin di truyền, những tế
bào khác nhau chỉở những gene hoạt động. Trong nhiều trường hợp, hoạt tính của gene được điều hòa ở mức độ phiên mã, cả qua những tín hiệu bắt
đầu bên trong tế bào và cả phản ứng với những điều kiện bên ngoài. Tuy nhiên thông tin di truyền được điều hòa theo những cách khác nhau. Các bước điều khiển hoạt động gene bao gồm:
- Cấu trúc lại DNA, trong đó những thay đổi biểu hiện gene phụ
thuộc vào vị trí trình tự DNA trong genome.
- Điều hòa phiên mã trong tổng hợp bản phiên mã RNA bằng sựđiều khiển sự mởđầu và sự kết thúc
- Quá trình chế biến RNA hoặc điều hòa qua quá trình cắt-nối trên RNA (RNA splicing)
- Điều hòa dịch mã quá trình tổng hợp chuỗi polypeptid - Sự bền vững của mRNA
Có sự khác nhau đáng kể trong sựđiều hòa biểu hiện của các gene ở
eukaryote và prokaryote. Prokaryote là những cơ thểđơn bào sống tự do, sinh trưởng và phân chia trong điều kiện thích hợp và được cung cấp đầy
đủ chất dinh dưỡng. Do đó hoạt động của các gene được điều hòa do nhu cầu của tế bào khi cần thiết.
Khác với prokaryote, eukaryote là những cơ thểđa bào. Trong cơ thể đang phát triển, một tế bào không chỉ sinh trưởng và phân chia mà tế bào thế hệ sau trải qua những thay đổi quan trọng về hình thái và hóa sinh và duy trì trạng thái biến đổi của nó. Hơn nữa trong quá trình phát triển phôi, tế bào eukaryote ít chịu ảnh hưởng của môi trường hơn so với vi khuẩn. Cuối cùng, ở cơ thể trưởng thành, sự sinh trưởng và phân chia tế bào của hầu hết các loại tế bào bị ngừng, mỗi tế bào chỉ phải duy trì các tính chất riêng biệt của nó.
B. Điều hòa dương tính A. Điều hòa âm tính Điểm bám của repressor