Epigenetyka to nauka badająca zmiany w ekspresji genów, które wywołane są czynnikami zewnętrznymi i mogą być dziedziczone. Stara się wytłumaczyć, co odpowiada za różnice w fenotypie komórek różnych tkanek, mimo posiadania identycznego kodu genetycznego. Epigenom to zbiór modyfikacji chromatydy (budującego ją DNA i białek histonowych), które regulują ekspresję, replikację i naprawę DNA. Epigenom może być modyfikowane przez represory, czyli czynniki środowiska zewnętrznego, wymuszające zmianę fenotypu, są to m.in. dieta, stres, klimat, przebyte traumy.
Przykładem regulacji epigenetycznej jest różnicowanie się larw pszczelich w dorosłe osobniki. Pomimo że wszystkie larwy posiadają ten sam genotyp, tylko larwa karmiona przez cały okres dojrzewania mleczkiem pszczelim staje się królową. Robotnice rozwijają się z larw karmionym pyłkiem i nektarem. Innym przykładem wpływu czynnika środowiskowego na ekspresję genów jest różnicowanie się płci u zarodków gadzich, która uzależniona jest od wysokości temperatury.
Do czynników epigenetycznych, sterujących ekspresją genów zalicza się:
- modyfikacje białek histonowych (metylację, fosforylacje, ubikwitynację),
- metylację DNA (prowadzi do punktowej inaktywacji chromatyny),
- mikroRNA (łączy się z cząsteczkami mRNA, uniemożliwiając ich translację).