Wzrost i rozwój roślin pozostaje pod znaczącym wpływem światła, którego jakościowe i ilościowe zmiany odbierane są przez specyficzne fotoreceptory. Zmiany warunków oświetlenia, odbierane przez różnorodne fotoreceptory, przetwarzane są na sygnały komórkowe indukujące w roślinie odpowiednie reakcje. Fotoreceptorami światła czerwonego i dalekiej czerwieni są fitochromy dimeryczne białka zawierające kowalencyjnie związaną fitochromobilinę pełniącą funkcję chromoforu.

Krótkofalowa część widma słonecznego, a zwłaszcza światło niebieskie (390–500 nm) i bliski ultrafiolet (320–390 nm) wywierają istotny wpływ na wzrost i rozwój roślin. Badania z zakresu genetyki i biologii molekularnej, prowadzone głównie na modelowej roślinie Arabidopsis thaliana, umożliwiły poznanie trzech klas receptorów światła niebieskiego i UV-A – fototropin, kryptochromów i flawoprotein z rodziny Zeitlupe.

Fitochromy są roślinnymi, cytoplazmatycznymi fotoreceptorami światła czerwonego i dalekiej czerwieni, które w odpowiedzi na określony bodziec świetlny ulegają fotokonwersji do aktywnej formy Pfr i migrują do jądra. Wyniki najnowszych badań pokazują, że fitochromy mogą fosforylować szereg białek (PKS1, Aux/IAA, kryptochromy, NDPK2) bądź w wyniku bezpośrednich oddziaływań z odpowiednimi białkami jądrowymi (PIF3, HFR1/REP/RSF1, PIF4, ELF3, ARR4) uczestniczą w regulacji trankrypcji genów.

Niektóre mono- i disacharydy pełnią w komórce funkcję cząsteczek sygnałowych regulujących ekspresję genów. W komórkach drożdży pączkujących błonowe sensory glukozy Snf3 i Rgt2 aktywują szlaki sygnałowe regulujące ekspresję genów kodujących transportery glukozy. Błonowy receptor glukozy Gpr1 współdziałający z białkiem G aktywuje łańcuch transdukcji sygnału obejmujący cyklazę adenylanową i kinazę białkową A. Wyniki wielu dotychczasowych badań sugerują, że zmiany wewnątrzkomórkowego stężenia glukozy są rejestrowane przez heksokinazę2 (Hxk2).