Regulasi gen adalah proses di mana sel menentukan gen mana yang akan diekspresikan dan kapan. Ada sejumlah alasan mengapa organisme dari hewan uniseluler hingga paus biru terlibat dalam proses ini, dan regulasi gen adalah topik yang menarik bagi beberapa peneliti yang tertarik untuk mempelajari lebih lanjut tentang bagaimana proses itu bekerja dan apa yang terjadi jika terjadi kesalahan. .
Salah satu cara termudah untuk menggambarkan regulasi gen adalah dengan membicarakannya pada manusia. Setiap sel dalam tubuh manusia mengandung salinan lengkap DNA orang tersebut, dengan puluhan ribu gen yang berpotensi hidup. Semua gen ini tidak dapat diekspresikan sekaligus, jadi sel harus memutuskan gen mana yang akan dihidupkan dan gen mana yang dimatikan. Misalnya, sel kulit mengaktifkan gen yang membuatnya menjadi sel kulit, sedangkan sel tulang akan membiarkan gen ini dimatikan. Tak satu pun dari sel-sel ini membutuhkan gen yang memungkinkan sel untuk berdiferensiasi menjadi neuron, sehingga gen-gen ini juga akan ditinggalkan.
Selain berguna untuk diferensiasi sel, regulasi gen juga bermanfaat untuk fungsi sel. Saat sel bergerak sepanjang hidupnya, ia memiliki kebutuhan dan fungsi yang berbeda, yang dapat diatasi dengan menggunakan proses ini untuk menentukan gen mana yang diekspresikan dan kapan. Demikian pula, sel dapat beradaptasi dengan perubahan lingkungan, seperti cedera yang memerlukan perbaikan dengan mengaktifkan gen baru. Untuk sel, regulasi gen dapat dicapai dalam beberapa cara berbeda, salah satu yang paling umum adalah regulasi kecepatan transkripsi RNA. Gen juga dapat dinonaktifkan dengan mengubah struktur DNA dalam sel individu untuk mematikan atau menghidupkannya.
Organisme uniseluler juga menggunakan proses ini untuk mengatur fungsi dan aktivitasnya. Organisme ini harus mampu mengadaptasi materi genetik dengan cepat untuk menyesuaikan diri dengan perubahan keadaan dan lingkungan baru, karena kegagalan untuk melakukannya tidak hanya akan menyebabkan kematian sel, tetapi juga kematian organisme itu sendiri. Regulasi gen memungkinkan organisme tersebut untuk melakukan hal-hal yang memungkinkan mereka untuk menyesuaikan diri dengan lingkungan yang tidak bersahabat dan ekstrim dan untuk beradaptasi dengan perubahan, seperti pengenalan antibiotik ke dalam lingkungan mereka.
Ada aplikasi terapi potensial untuk proses juga. Dengan mengetahui gen mana yang terlibat dalam suatu kanker atau kondisi genetik, misalnya, secara teori dimungkinkan untuk mematikan gen-gen tersebut sehingga tidak dapat aktif di dalam tubuh.