Η γονιδιακή ρύθμιση είναι μια διαδικασία κατά την οποία ένα κύτταρο καθορίζει ποια γονίδια θα εκφράσει και πότε. Υπάρχουν διάφοροι λόγοι για τους οποίους οργανισμοί από μονοκύτταρα ζώα έως μπλε φάλαινες εμπλέκονται σε αυτή τη διαδικασία και η ρύθμιση των γονιδίων είναι ένα θέμα ενδιαφέροντος για ορισμένους ερευνητές που ενδιαφέρονται να μάθουν περισσότερα για το πώς λειτουργεί η διαδικασία και τι συμβαίνει όταν πάει στραβά .
Ένας από τους ευκολότερους τρόπους για να επεξηγηθεί η γονιδιακή ρύθμιση είναι να μιλήσουμε γι’ αυτό στους ανθρώπους. Κάθε κύτταρο στο ανθρώπινο σώμα περιέχει ένα πλήρες αντίγραφο του DNA αυτού του ατόμου, με δεκάδες χιλιάδες δυνητικά βιώσιμα γονίδια. Όλα αυτά τα γονίδια δεν μπορούν να εκφραστούν ταυτόχρονα, επομένως τα κύτταρα πρέπει να αποφασίσουν ποια γονίδια να ενεργοποιήσουν και ποια γονίδια να απενεργοποιήσουν. Για παράδειγμα, ένα κύτταρο δέρματος ενεργοποιεί τα γονίδια που το κάνουν κύτταρο δέρματος, ενώ ένα κύτταρο οστού θα άφηνε αυτά τα γονίδια απενεργοποιημένα. Κανένα από αυτά τα κύτταρα δεν θα χρειαζόταν τα γονίδια που επιτρέπουν σε ένα κύτταρο να διαφοροποιηθεί σε νευρώνα, επομένως αυτά τα γονίδια θα παραμείνουν επίσης εκτός.
Εκτός από το ότι είναι χρήσιμη για τη διαφοροποίηση των κυττάρων, η γονιδιακή ρύθμιση είναι επίσης πολύτιμη για τη λειτουργία των κυττάρων. Καθώς ένα κύτταρο κινείται στη ζωή του, έχει διαφορετικές ανάγκες και λειτουργίες, οι οποίες μπορούν να αντιμετωπιστούν με τη χρήση αυτής της διαδικασίας για να προσδιοριστεί ποια γονίδια και πότε εκφράζονται. Ομοίως, τα κύτταρα μπορούν να προσαρμοστούν στις περιβαλλοντικές αλλαγές, όπως ένας τραυματισμός που απαιτεί επισκευή με την ενεργοποίηση νέων γονιδίων. Για το κύτταρο, η γονιδιακή ρύθμιση μπορεί να επιτευχθεί με πολλούς διαφορετικούς τρόπους, με έναν από τους πιο συνηθισμένους να είναι απλώς η ρύθμιση του ρυθμού με τον οποίο λαμβάνει χώρα η μεταγραφή του RNA. Τα γονίδια μπορούν επίσης να απενεργοποιηθούν αλλάζοντας τη δομή του DNA σε ένα μεμονωμένο κύτταρο για να τα απενεργοποιήσετε ή να τα ενεργοποιήσετε.
Οι μονοκύτταροι οργανισμοί χρησιμοποιούν επίσης αυτή τη διαδικασία για να ρυθμίσουν τις λειτουργίες και τη δραστηριότητά τους. Αυτοί οι οργανισμοί πρέπει να είναι σε θέση να προσαρμόσουν γρήγορα το γενετικό υλικό για να προσαρμοστούν στις μεταβαλλόμενες συνθήκες και στα νέα περιβάλλοντα, καθώς η αποτυχία θα προκαλέσει όχι μόνο θάνατο του κυττάρου, αλλά και θάνατο του ίδιου του οργανισμού. Η γονιδιακή ρύθμιση επιτρέπει σε τέτοιους οργανισμούς να κάνουν πράγματα που θα τους επιτρέψουν να χωρέσουν σε εχθρικά και ακραία περιβάλλοντα και να προσαρμοστούν στις αλλαγές, όπως η εισαγωγή αντιβιοτικών στο περιβάλλον τους.
Υπάρχουν επίσης πιθανές θεραπευτικές εφαρμογές για τη διαδικασία. Γνωρίζοντας ποια γονίδια εμπλέκονται σε έναν καρκίνο ή μια γενετική κατάσταση, για παράδειγμα, είναι θεωρητικά δυνατό να απενεργοποιηθούν αυτά τα γονίδια έτσι ώστε να μην μπορούν να είναι ενεργά στο σώμα.