A produção de proteínas é regulada principalmente nos níveis transcricional e translacional no núcleo por estes elementos:

Fatores de transcrição:
- Proteínas que interagem com sequências específicas de DNA chamadas elementos reguladores (intensificadores e promotores) para ativar ou reprimir a transcrição genética.
- Podem ser ligados ou desligados por vários sinais internos e externos, garantindo um controle preciso sobre quais genes são expressos e quando.

Modificações epigenéticas:
- Modificações químicas no DNA e nas proteínas histonas que influenciam a acessibilidade dos genes aos fatores de transcrição, regulando assim a expressão gênica.
- Mecanismos como metilação do DNA e acetilação/metilação de histonas podem alterar a estrutura da cromatina e tornar os genes mais acessíveis (ativos) ou menos acessíveis (reprimidos).

Processamento de mRNA:
- Após a transcrição, o RNA mensageiro (mRNA) passa por várias etapas de processamento antes de servir como modelo para a síntese protéica.
- Essas etapas incluem modificações como splicing (remoção de íntrons e união de éxons) e adição de um cap 5' e uma cauda poli-A 3'.
- Estas modificações estabilizam o mRNA, promovem a sua exportação do núcleo para o citoplasma e aumentam a sua eficiência na tradução.

Controle de tradução:
- Vários mecanismos podem regular a tradução do mRNA em proteína dentro do citoplasma, incluindo:
- Ligação ao ribossomo: Controle sobre a ligação dos ribossomos ao mRNA para síntese de proteínas.
- Fatores de tradução: As proteínas envolvidas no processo de tradução podem ser reguladas para influenciar a eficiência ou fidelidade da produção de proteínas.
- MicroRNAs: Pequenos RNAs não codificantes que se ligam a sequências específicas de mRNA e impedem sua tradução ou os direcionam para degradação.

Esses mecanismos regulatórios garantem que a produção de proteínas no citoplasma reflita fielmente a informação genética codificada no DNA dentro do núcleo. Distúrbios nestas regulamentações podem levar a anormalidades na expressão genética e contribuir para várias doenças, incluindo câncer, distúrbios de desenvolvimento e doenças metabólicas.