Genska regulatorna mreža
Genska (ili genetička) regulatorna mreža (GRN) je skup molekulskih regulatora koji međusobno djeluju i s drugim supstancama u ćeliji da upravlja eekspresijom gena, nivoima iRNK i proteina koji, zauzvrat, određuju funkciju ćelije. GRN takođe ima centralnu ulogu u morfogenezi, stvaranju tjelesnih struktura, što je centralno za evolucijsku razvojnu biologiju (evo-devo). Regulator može biti DNK, RNK, protein ili bilo koja kombinacija dva ili više od ova tri koja formiraju kompleks, kao što je specifična sekvenca DNK i transkripcijski faktor za aktiviranje te sekvence. Interakcija može biti direktna ili indirektna (preko transkribovane RNK ili prevedenog proteina). Općenito, svaka molekula iRNK nastavlja da proizvodi određeni protein (ili skup proteina). U nekim slučajevima ovaj protein će biti strukturni, i akumuliraće se na ćelijskoj membrani ili unutar ćelije da bi joj dao određena strukturna svojstva. U drugim slučajevima protein će biti enzim, tj. mikromašina koja katalizuje određenu reakciju, kao što je razgradnja izvora hrane ili toksina. Neki proteini ipak služe samo za aktiviranje drugih gena, a to su transkripcijski faktoru koji su glavni u regulatornim mrežama ili kaskadama. Vezivanjem za promotorski region na početku drugih gena oni ih uključuju, pokrećući proizvodnju drugog proteina, i tako dalje. Neki faktori transkripcije su inhibitorni. Kod jednoćelijskih organizama, regulatorne mreže reaguju na vanjsko okruženje, optimizirajući ćeliju u datom trenutku za preživljavanje u ovom okruženju. Tako će ćelija kvasca, koja se nađe u rastvoru šećera, uključiti gene da stvaraju enzime koji prerađuju šećer u alkohol. Ovaj proces, koji se povezuje sa proizvodnjom vina, je način na koji ćelija kvasca živi, dobijajući energiju za razmnožavanje, što bi u normalnim okolnostima povećalo izglede za njen opstanak. Kod višećelijskih životinja isti princip je stavljen u službu genskih kaskada koje kontroliraju oblik tijela. Svaki put kada se ćelija podijeli, nastaju dvije ćelije koje, iako sadrže isti genom u potpunosti, mogu se razlikovati po tome koji su geni uključeni i stvaraju proteine. Ponekad 'samoodrživa povratna sprega' osigurava da ćelija zadrži svoj identitet i da ga prenosi dalje. Manje je shvaćen epigenetički mehanizam kojim modifikacija hromatina može obezbijediti ćelijsku memoriju, blokiranjem ili omogućavanjem transkripcije. Glavna karakteristika višećelijskih životinja je upotreba gradijenata morfogena, koji u stvari obezbjeđuju sistem pozicioniranja koji ćeliji određuje gdje se nalazi u tijelu, a time i kakva će ćelija postati. Gen koji je uključen u jednoj ćeliji može napraviti proizvod koji napušta ćeliju i difundira kroz susjedne ćelije, ulazi u njih i uključuje gene samo kada je prisutan iznad određenog nivoa praga. Ove ćelije se na taj način induciraju u novu sudbinu i mogu čak generirati druge morfogene koji signaliziraju natrag izvornoj ćeliji. Na većim udaljenostima, morfogeni mogu koristiti aktivni proces transdukcija signala. Takva signalizacija kontrolira embriogenezu, izgradnju plana građe od nule kroz niz uzastopnih koraka. Oni također kontroliraju i održavaju tijela odraslih putem povratnih informacija procesa, a gubitak takve povratne informacije zbog mutacije može biti odgovoran za proliferaciju čelija koja se vidi kod kancera. Paralelno sa ovim procesom izgradnje strukture, kaskada gena uključuje gene koji čine strukturne proteine koji svakoj ćeliji daju fizička svojstva koja su joj potrebna.