Strukturen af et eukaryote protein-kodningsgen. Den regulerende sekvens kontrollerer, hvornår og hvor ekspressionen finder sted for den proteinkodende region (rød). Promotor- og enhancer-regioner (gul) regulerer transkriptionen af genet til et præ-mRNA, som modificeres for at fjerne introner (lysegrå) og tilføje en 5′-kappe og en poly-A-hale (mørkegrå). De 5′ og 3′ utranslaterede regioner (blå) i mRNA’et regulerer oversættelsen til det endelige proteinprodukt.

Strukturen af et prokaryotisk operon af protein-kodende gener. Den regulerende sekvens styrer, hvornår ekspression finder sted for de mange proteinkodende regioner (rød). Promotor-, operator- og enhancer-regioner (gule) regulerer transkriptionen af genet til et mRNA. De utranslaterede mRNA-regioner (blå) regulerer oversættelsen til de endelige proteinprodukter.

I DNA sker reguleringen af genekspression normalt på RNA-biosynteseniveau (transkription) og opnås gennem sekvensspecifik binding af proteiner (transkriptionsfaktorer), der aktiverer eller hæmmer transkriptionen. Transkriptionsfaktorer kan virke som aktivatorer, repressorer eller begge dele. Repressorer virker ofte ved at forhindre RNA-polymerase i at danne et produktivt kompleks med transkriptionens initieringsregion (promotor), mens aktivatorer letter dannelsen af et produktivt kompleks. Desuden har DNA-motiver vist sig at være forudsigelige for epigenomiske modifikationer, hvilket tyder på, at transkriptionsfaktorer spiller en rolle i reguleringen af epigenomet.

I RNA kan reguleringen ske på niveauet for proteinbiosyntese (translation), RNA-spaltning, RNA-splejsning eller transkriptionel terminering. Regulerende sekvenser er ofte forbundet med messenger RNA (mRNA)-molekyler, hvor de bruges til at kontrollere mRNA-biogenese eller -translation. En række biologiske molekyler kan binde sig til RNA’et for at opnå denne regulering, herunder proteiner (f.eks. translationsrepressorer og splejsningfaktorer), andre RNA-molekyler (f.eks. miRNA) og små molekyler, i tilfælde af riboswitches.

Forskning med henblik på at finde alle regulatoriske regioner i genomerne af alle slags organismer er i gang. Konserverede ikke-kodende sekvenser indeholder ofte regulatoriske regioner, og derfor er de ofte genstand for disse analyser.