L'acide désoxyribonucléique (ADN) est le matériel héréditaire qui porte le modèle génétique de tous les organismes vivants. Ses brins doubles hélicoïdaux sont composés de nucléotides :adénine (A), thymine (T), cytosine (C) et guanine (G). Des segments de séquences nucléotidiques spécifiques forment des gènes, les unités fonctionnelles qui codent pour les protéines et les ARN régulateurs.
Chez les eucaryotes multicellulaires, les cellules se spécialisent et ne nécessitent qu’un sous-ensemble du génome pour remplir leurs fonctions uniques. La transcription est la première étape de l’expression des gènes :un segment d’ADN est copié dans un transcrit d’ARN complémentaire. Cet ARN peut ensuite être traduit en protéine ou jouer un rôle régulateur.
L’ARN diffère de l’ADN en ce sens qu’il utilise du sucre ribose, qu’il est généralement simple brin et qu’il remplace la thymine (T) par l’uracile (U). Ces différences mineures permettent à l'ARN de fonctionner comme un messager flexible entre le génome statique et la machinerie cellulaire dynamique.
Les promoteurs sont de courtes séquences d'ADN situées immédiatement en amont d'un gène. Plutôt que de coder pour des protéines, ils agissent comme des « interrupteurs » de régulation. Lorsqu’une cellule doit exprimer un gène, l’ARN polymérase se lie au promoteur et se positionne pour commencer la synthèse de l’ARN. Des facteurs de transcription supplémentaires peuvent également se lier au promoteur, modulant le taux et le moment de la transcription.