Ein regulatorisches Gen ist ein Gen, das bestimmt, ob Gene exprimiert werden oder nicht. Einige regulatorische Gene, auch als Regulatorgene bekannt, betreffen ein bestimmtes Gen, während andere mit einer Gruppe verwandter Gene umgehen können. Diese Gene werden von allen Organismen produziert und sind ein wichtiger Teil des Systems von Checks and Balances, das verwendet wird, um die genetische Expression zu mäßigen, damit ein Organismus effektiv und effizient arbeitet.
In einigen Fällen fungiert ein regulatorisches Gen als Aktivator, der ein Gen oder eine Gruppe von Genen anschaltet, damit die Expression erfolgen kann. Das regulatorische Gen kann auf Umwelteinflüsse reagieren, beispielsweise wenn ein Aktivator in einem Bakterium ein Gen für Antibiotikaresistenz aktiviert, wenn sich der Organismus in der Nähe von Antibiotika befindet. In komplexen vielzelligen Organismen sind regulatorische Gene am Prozess der Zelldifferenzierung beteiligt und bestimmen, zu was sich eine Zelle entwickelt. Dies ermöglicht Organismen eine große Vielfalt an Zelltypen, die von Neuronen bis hin zu Hautzellen alles bilden.
Andere Gene fungieren als Repressoren und schalten Gene aus, sodass sie nicht exprimieren können. Wie Aktivatoren können auch Suppressoren als Reaktion auf eine Reihe verschiedener Dinge wirken, einschließlich Umwelteinflüssen und den Bedürfnissen der Embryonalentwicklung. Diese Gene können beispielsweise die RNA-Transkription verhindern, sodass genetisches Material nicht verwendet werden kann. Diese Art von regulatorischem Gen kann auch wirken, um ein schädliches Gen zu unterdrücken und einen Organismus gesund zu halten.
Wie andere Gene enthalten auch regulatorische Gene Informationen, die zur Kodierung von Proteinen verwendet werden. Sie werden in RNA transkribiert, die von den Zellen verwendet wird, um die Proteine aufzubauen, die diese Gene exprimieren sollen. Einmal erzeugt, kann das Protein auf verschiedene Weise auf das genetische Material im Inneren der Zelle einwirken, je nachdem, was es tun soll. Zum Beispiel könnte ein regulatorisches Gen ein Protein herstellen, das sich an einen DNA-Abschnitt bindet, sodass es nicht transkribiert werden kann.
Die Identifizierung regulatorischer Gene erfolgt durch das Studium des Genoms, das Auffinden spezifischer Gene, das Betrachten der Proteine, für die sie kodieren, und die Untersuchung der Wirkung dieser Proteine. Forscher, die mit Organismen wie Fruchtfliegen arbeiten, können zum Beispiel Gene aus- oder einschalten und dann die Ergebnisse beobachten, um mehr darüber zu erfahren, was diese Gene tun. In Organismen wie dem Menschen, bei denen genetische Manipulation nicht als ethisch angesehen wird, können Forscher genetische Informationen zwischen vielen Menschen vergleichen, um nach Gemeinsamkeiten und Unterschieden zu suchen, und diese Informationen verwenden, um die Funktion bestimmter Gene einzugrenzen.