Клетки разных тканей одного организма отличаются набором ферментов и других белков. Амилаза - фермент, расщепляющий крахмал, образуется как клетками слюнных желез, так и в поджелудочной железе человека, где, кроме того, создается белковый гормон инсулин. Только в эритроцитах образуется гемоглобин; только в клетках гипофиза синтезируются белки гормона роста. Но все эти разные клетки произошли из одной оплодотворенной яйцеклетки в результате множества делений, следующих одно за другим. Перед каждым делением в клетке происходит процесс удвоения ДНК - ее репликация . Следовательно, во всех клетках тела имеется одинаковый набор молекул ДНК - одна и та же генетическая информация о составе и структуре белков.
Почему же клетки, содержащие в своем ядре одинаковую генетическую информацию, производят различные белки? Дело в том, что в разных клетках транскрибируются разные участки ДНК, т. е. образуются разные и-РНК, по которым синтезируются разные белки. Специализация клетки определяется не всеми имеющимися генами, а только теми генами, с которых информация считывается и реализуется в виде белков. Итак, в каждой клетке реализуется не вся, а только часть генетической информации.
Кроме того, даже специфичные для данной клетки белки не образуются в ней все одновременно. В разное время в зависимости от нужд клетки в ней синтезируются разные белки. Имеется сложный механизм, регулирующий "включение" и "выключение" генов на разных этапах жизни клетки. Как осуществляется регуляция синтеза отдельных белков, рассмотрим на примере относительно просто устроенной бактериальной клетки.