Genregulation ist ein Prozess, bei dem eine Zelle bestimmt, welche Gene sie wann exprimiert. Es gibt eine Reihe von Gründen, warum Organismen von einzelligen Tieren bis hin zu Blauwalen an diesem Prozess beteiligt sind, und die Regulierung von Genen ist ein interessantes Thema für einige Forscher, die mehr darüber erfahren möchten, wie der Prozess funktioniert und was passiert, wenn er schief geht .
Eine der einfachsten Möglichkeiten, die Genregulation zu veranschaulichen, besteht darin, beim Menschen darüber zu sprechen. Jede Zelle des menschlichen Körpers enthält eine vollständige Kopie der DNA dieser Person mit Zehntausenden potenziell lebensfähiger Gene. Alle diese Gene können nicht gleichzeitig exprimiert werden, daher müssen Zellen entscheiden, welche Gene sie an- und abschalten. Zum Beispiel schaltet eine Hautzelle die Gene ein, die sie zu einer Hautzelle machen, während eine Knochenzelle diese Gene ausgeschaltet lassen würde. Keine dieser Zellen würde die Gene benötigen, die es einer Zelle ermöglichen, sich zu einem Neuron zu differenzieren, also würden auch diese Gene weggelassen.
Abgesehen davon, dass sie für die Zelldifferenzierung nützlich ist, ist die Genregulation auch für die Zellfunktion wertvoll. Während sich eine Zelle durch ihr Leben bewegt, hat sie unterschiedliche Bedürfnisse und Funktionen, die mit diesem Prozess adressiert werden können, um zu bestimmen, welche Gene wann exprimiert werden. Ebenso können sich Zellen an Umweltveränderungen anpassen, beispielsweise an eine Verletzung, die durch Aktivierung neuer Gene repariert werden muss. Für die Zelle kann die Genregulation auf verschiedene Weise erreicht werden, wobei eine der häufigsten einfach die Regulierung der Geschwindigkeit ist, mit der die RNA-Transkription stattfindet. Gene können auch deaktiviert werden, indem die Struktur der DNA in einer einzelnen Zelle geändert wird, um sie aus- oder einzuschalten.
Auch Einzeller nutzen diesen Prozess, um ihre Funktionen und Aktivitäten zu regulieren. Diese Organismen müssen in der Lage sein, genetisches Material schnell an sich ändernde Umstände und neue Umgebungen anzupassen, da sonst nicht nur die Zelle, sondern der Organismus selbst stirbt. Die Genregulation ermöglicht es diesen Organismen, Dinge zu tun, die es ihnen ermöglichen, sich in feindliche und extreme Umgebungen einzupassen und sich an Veränderungen anzupassen, wie zum Beispiel die Einführung von Antibiotika in ihre Umgebung.
Es gibt auch potenzielle therapeutische Anwendungen für das Verfahren. Indem man weiß, welche Gene beispielsweise an einer Krebserkrankung oder einer genetischen Erkrankung beteiligt sind, ist es theoretisch möglich, diese Gene so abzuschalten, dass sie im Körper nicht mehr aktiv sind.