La regolazione della trascrizione è mediata dall'interazione tra fattori di trascrizione ed i loro siti di legame specifici sul DNA, detti elementi cis-acting, mentre le sequenze che codificano per fattori di trascrizione sono detti elementi trans-acting. Gli elementi cis-acting possono essere divisi in quattro tipi: promotore, attivatori, silenziatori ed elementi di risposta.
La regolazione della trascrizione è mediata dall'interazione tra fattori di trascrizione ed i loro siti di legame specifici sul DNA, detti elementi cis-acting, mentre le sequenze che codificano per fattori di trascrizione sono detti elementi trans-acting. Gli elementi cis-acting possono essere divisi in quattro tipi: promotore, attivatori, silenziatori ed elementi di risposta.
La regione di trascrizione eucariotica consiste di esoni ed introni; downstream si riferisce alla direzione di trascrizione e upstream è la direzione opposta. La numerazione delle basi aumenta lungo la direzione di trascrizione, con assegnato +1 al sito d'inizio, non c'è la posizione 0 infatti la base precedente alla +1 è numerata -1.
Il promotore è la regione di DNA in cui prende posizione l'iniziazione della trascrizione. Nei procarioti la sequenza del promotore è riconosciuta dal fattore σ della RNA polimerasi; negli eucarioti è localizzata da specifici fattori di trascrizione.
E. coli ha cinque fattori σ:
Sigma 70 regola l'espressione della maggior parte dei geni;
Sigma 32 regola l'espressione delle proteine prodotte dopo uno shock termico;
Sigma 28 regola l'espressione dell'operone flagellare, coinvolto nel movimento cellulare;
Sigma 38 regola l'espressione di proteine prodotte dopo stress esterni;
Sigma 54 regola l'espressione genica del metabolismo dell'azoto.
La sequenza consenso può essere definita come sequenza ideale per l'interazione tra il DNA e la sua proteina regolatrice; il promotore dovrebbe contenere un elemento identico o molto simile alla sequenza consenso.
La lettura del genoma può essere fatta in entrambi i sensi; la RNA polimerasi sintetizza il filamento in direzione 5'-3' utilizzando lo stampo più vicino alla TATAbox.
Il modello di regolazione dell'operone è stato proposto da Jacob e Monod, basandosi su prove sperimentali. Notarono che nell'operone lac un promotore controllava l'espressione di tre geni che producevano proteine coinvolte nel metabolismo del lattosio. L'espressione di queste proteine poteva variare a seconda del mezzo in cui crescevano i batteri (glucosio, lattosio, entrambi o nessuno). L'operone lac è pienamente attivo solo quando il mezzo di coltura è costituito da lattosio.
