Strukturen av en eukaryotisk proteinkodande gen. Den reglerande sekvensen styr när och var uttrycket sker för den proteinkodande regionen (röd). Promotor- och enhancer-regioner (gula) reglerar transkriptionen av genen till ett pre-mRNA som modifieras för att ta bort introner (ljusgrått) och lägga till en 5′-hätta och en poly-A-hals (mörkgrått). De otranslaterade 5′- och 3′-regionerna av mRNA (blått) reglerar översättningen till den slutliga proteinprodukten.

Strukturen på ett prokaryotiskt operon av proteinkodande gener. Regulatorisk sekvens styr när uttryck sker för de flera proteinkodande regionerna (rött). Promotor-, operator- och enhancer-regioner (gula) reglerar transkriptionen av genen till ett mRNA. De otranslaterade regionerna av mRNA (blå) reglerar översättningen till de slutliga proteinprodukterna.

I DNA sker regleringen av genuttrycket normalt på nivån för RNA-biosyntesen (transkription) och åstadkoms genom sekvensspecifik bindning av proteiner (transkriptionsfaktorer) som aktiverar eller hämmar transkriptionen. Transkriptionsfaktorer kan fungera som aktivatorer, repressorer eller både och. Repressorer verkar ofta genom att hindra RNA-polymeras från att bilda ett produktivt komplex med transkriptionsinitieringsregionen (promotorn), medan aktivatorer underlättar bildandet av ett produktivt komplex. Dessutom har DNA-motiv visat sig kunna förutsäga epigenomiska modifieringar, vilket tyder på att transkriptionsfaktorer spelar en roll i regleringen av epigenomet.

I RNA kan reglering ske på nivån för proteinbiosyntes (translation), RNA-klyvning, RNA-splicing eller transkriptionsavslutning. Reglerande sekvenser är ofta associerade med mRNA-molekyler (messenger RNA), där de används för att kontrollera mRNA-biogenes eller translation. En mängd olika biologiska molekyler kan binda till RNA för att åstadkomma denna reglering, inklusive proteiner (t.ex. translationsrepressorer och splicingfaktorer), andra RNA-molekyler (t.ex. miRNA) och små molekyler, när det gäller riboswitchar.

Forskning för att hitta alla regulatoriska regioner i genomerna hos alla sorters organismer är på gång. Konserverade icke-kodande sekvenser innehåller ofta regulatoriska regioner, och därför är de ofta föremål för dessa analyser.