Un gene regolatore è un gene che determina se i geni saranno espressi o meno. Conosciuti anche come geni regolatori, alcuni geni regolatori sono interessati a un gene specifico, mentre altri possono gestire un gruppo di geni correlati. Questi geni sono prodotti da tutti gli organismi e sono una parte importante del sistema di controlli ed equilibri utilizzati per moderare l’espressione genetica in modo che un organismo operi in modo efficace ed efficiente.
In alcuni casi, un gene regolatore agisce come attivatore, attivando un gene o un gruppo di geni in modo che possa verificarsi l’espressione. Il gene regolatore può rispondere alle pressioni ambientali, come quando un attivatore in un batterio attiva un gene per la resistenza agli antibiotici quando l’organismo è vicino agli antibiotici. Negli organismi multicellulari complessi, i geni regolatori sono coinvolti nel processo di differenziazione cellulare, determinando in cosa si svilupperà una cellula. Ciò consente agli organismi di avere una grande diversità nei tipi di cellule, producendo di tutto, dai neuroni alle cellule della pelle.
Altri geni agiscono come repressori, disattivando i geni in modo che non possano esprimersi. Come gli attivatori, i soppressori possono entrare in azione in risposta a una serie di cose diverse, comprese le pressioni ambientali e le esigenze dello sviluppo embrionale. Questi geni possono fare cose come prevenire la trascrizione dell’RNA in modo che il materiale genetico non possa essere utilizzato. Questo tipo di gene regolatore può anche agire per sopprimere un gene dannoso, mantenendo un organismo sano.
Come altri geni, i geni regolatori contengono informazioni che vengono utilizzate per codificare le proteine. Sono trascritti nell’RNA, che viene utilizzato dalle cellule per costruire le proteine che questi geni sono progettati per esprimere. Una volta creata, la proteina può agire in vari modi sul materiale genetico all’interno della cellula, a seconda di cosa è destinata a fare. Ad esempio, un gene regolatore potrebbe creare una proteina che si aggancia a una sezione di DNA in modo che non possa essere trascritta.
L’identificazione dei geni regolatori avviene studiando il genoma, trovando geni specifici, osservando le proteine per cui codificano e studiando l’effetto di queste proteine. I ricercatori che lavorano con organismi come i moscerini della frutta possono fare cose come spegnere o accendere i geni e poi osservare i risultati per saperne di più su cosa fanno questi geni. In organismi come gli esseri umani, dove la manipolazione genetica non è considerata etica, i ricercatori possono confrontare le informazioni genetiche tra molti esseri umani per cercare punti in comune e differenze, utilizzando queste informazioni per restringere la funzione di geni specifici.