Regulacja ekspresji genów u eukariontów jest procesem bardziej złożonym niż u prokariontów. Wiąże się to m.in. z większą złożonością budowy i rozwoju organizmów eukariotycznych oraz zróżnicowaniem i specjalizacją ich komórek. Niektóre geny są włączane tylko w określonych rodzajach komórek lub na określonym etapie rozwoju osobnika. Na poziomie organizmu wielokomórkowego w procesie regulacji ekspresji wielu genów ważną rolę odgrywają hormony, które pełnią funkcję sygnałów przekazywanych komórkom produkującym określone substancje.

Geny eukariontów nie łączą się w operonyoperonoperony, podlegające wspólnej regulacji i transkrypcjitranskrypcjatranskrypcji, a każdy gen ma swój własny promotor. Polimeraza RNA nie jest w stanie sama łączyć się z promotorem, ponieważ do tego procesu niezbędny jest szereg dodatkowych cząsteczek, zwanych czynnikami transkrypcyjnymi. Wiązanie tych czynników jest mechanizmem regulacji ekspresji genów. Na proces transkrypcji mogą wpływać także odcinki DNA znajdujące się w pewnym oddaleniu od regulowanego genu, nawet na innym chromosomie (sekwencje wzmacniające i sekwencje wyciszające).

• Obróbka potranskrypcyjna – pierwotny transkrypt mRNA (pre‑mRNA) ulega procesowi składania, podczas którego wycinane są introny, a eksony łączą się w cząsteczkę służącą za matrycę w procesie translacji. W przypadku niektórych genów mRNA może być składany na więcej niż jeden sposób, zatem jeden odcinek DNA może kodować więcej niż jedno białko – jest to alternatywny splicing.

• Redagowanie RNA – polega na zmianie sekwencji nukleotydów w mRNA. Na przykład kodon oznaczający aminokwas może zostać zmieniony w sygnał STOP, w konsekwencji czego białko syntetyzowane na takiej matrycy będzie miało krótszy łańcuch. Jest to kolejny mechanizm umożliwiający syntezę więcej niż jednego rodzaju białka na podstawie jednego genu.

• Regulacja trwałości cząsteczek mRNA – niektóre rodzaje mRNA charakteryzują się okresem półtrwania (czyli czasem, po jakim rozpada się połowa cząsteczek danego typu) liczonym w minutach, natomiast inne mogą trwać przez wiele godzin czy nawet dni. Czas ten może być modyfikowany przez komórkę.

Efektywność inicjacji translacji może być regulowana np. poprzez białka regulatorowe wiążące się do cząsteczek mRNA.

Po translacji wiele białek jest modyfikowanych m.in. przez przycinanie końców łańcucha polipeptydowego lub zmiany chemiczne (np. dodawanie łańcuchów cukrowych czy reszt fosforanowych). Regulowane mogą być również: aktywność, transport i żywotność utworzonych białek.

Słownik