多細胞生物には、構造的にも機能的にも異なるさまざまな細胞タイプが含まれていますが、すべての細胞のDNAは同じ親細胞に由来しています。細胞の違いは、遺伝子発現の違いに起因する可能性があります。肝臓細胞は、血液の解毒、脂肪を代謝するための胆汁の生成、代謝に不可欠なタンパク質の合成などの機能を持ち、その機能を果たすためには特定の遺伝子を発現する必要があります。遺伝子発現は、発生段階によっても異なります。肝細胞に分化する前に、細胞は細胞周期、DNA複製、および増殖に関与する遺伝子を発現します。その後、発生の後半では、上皮分化と血液凝固に関与する遺伝子が高度に発現します。細胞が肝細胞に分化すると、脂質代謝やコレステロール調節など、肝臓特有の機能に関与する遺伝子の発現が増加します。

遺伝子発現は、転写、翻訳、RNAのプロセシングと輸送、翻訳後修飾など、多くのポイントで制御することができます。発現を調節する一般的な方法は、DNAに直接結合して特定の遺伝子の転写を調節する因子です。肝臓での遺伝子発現は、転写因子C/EBPα、C/EBPβ、肝細胞核因子-1などによって調節できます。転写前に、クロマチンに含まれるヒストンを変化させることにより、調節を行うことができます。これらの修飾は、DNA構造の緩みまたは引き締まりをもたらし、それによって転写調節因子がDNAにアクセスするのをそれぞれ防ぐか、または可能にします。細胞の種類が異なれば、共有結合修飾やヒストン変異も異なるため、遺伝子アクセシビリティにばらつきが生じます。

細胞は環境変化の影響を受け、これらの細胞外刺激に応答して異なる遺伝子を発現します。グルコースは重要なエネルギー源であり、血流中のその濃度が変動すると、生物は遺伝子とタンパク質の発現に適切な変化を伴わなければなりません。血糖値が下がると、膵臓はホルモンのグルカゴンを分泌します。このホルモンは、非炭水化物前駆体からグルコースを生成するために必要なタンパク質であるホスホエノールピルビン酸カルボキシキナーゼ(PEPCK)の産生を開始するように肝臓に信号を送ります。グルカゴンは、転写因子C/EBPαおよびC/EBPβを間接的に刺激してPEPCKプロモーターに結合させることにより、この遺伝子の転写を誘導します。血糖値が高いと、膵臓はホルモンのインスリンを分泌します。PEPCK遺伝子は、その転写を阻害するインスリン応答性配列を持っています。