I celler är genuttrycket hårt reglerat för att säkerställa korrekt utveckling och funktion. En av nyckelmekanismerna för genrepression involverar verkan av specifika regulatoriska proteiner som kallas repressorer. Dessa repressorer binder till specifika DNA-sekvenser, kallade operatorregioner, belägna nära eller inom promotorregionen av en gen. Genom att binda till operatören blockerar repressorer bindningen av RNA-polymeras, enzymet som ansvarar för att transkribera DNA till RNA, och förhindrar därigenom genen från att uttryckas.

Ett väl studerat exempel på genrepression är lac-operonet i bakterier. Lac-operonet består av ett kluster av gener involverade i metabolismen av laktos. Dess uttryck regleras hårt av ett repressorprotein som kodas av lacI-genen. När glukos är den primära kolkällan, binder lac-repressorn till operatörsregionen av lac-operonet, vilket blockerar transkriptionen av generna som är involverade i laktosmetabolismen. Men när glukos är utarmat, och laktos blir den primära kolkällan, minskar repressorns affinitet för operatören, vilket tillåter RNA-polymeras att binda och initiera transkription av de metaboliska laktosgenerna.

En annan mekanism för genrepression involverar verkan av små icke-kodande RNA-molekyler som kallas mikroRNA (miRNA). miRNA reglerar genuttryck genom att binda till specifika sekvenser inom den 3' otranslaterade regionen (UTR) av mål-mRNA. Denna bindning förhindrar översättningen av mRNA till protein eller leder till nedbrytning av mRNA, vilket effektivt tystar genen. miRNA spelar avgörande roller i olika cellulära processer, inklusive utveckling, differentiering och apoptos.

Sammanfattningsvis uppnås genrepression genom olika mekanismer, inklusive bindning av repressorproteiner till operatörsregioner eller verkan av miRNA. Dessa mekanismer säkerställer att gener uttrycks endast när det behövs, vilket möjliggör exakt kontroll över cellulära processer och upprätthåller den övergripande homeostasen av cellen.