Ген AR локализован на коротком плече Х-хромосомы (в локусе Xq12) и содержит 8 экзонов. В структуре кодируемого им белка-рецептора имеются 3 домена: домен; активирующий транскрипцию путем взаимодействия с другими корецепторами (экзон 1); ДНК-связывающий домен; содержащий петлевой участок из 2 элементов «цинковых пальцев» (экзоны 2 и 3) и гормон-связывающий домен (экзоны 4—8).
Тринуклеотидный CAG-повтор кодирует полиглутаминовый тракт; а GGC-последовательность — полиглициновый тракт в аминокислотной последовательности белка AR. Эти повторы являются полиморфными; поскольку их размер варьирует в популяции; длина CAG-повторов обратно пропорциональна транскрипционной активности андрогенного рецептора. Показано; что длина повторов CAG может влиять на уровень половых гормонов и на функцию мужской репродуктивной системы.
Андрогенный рецептор — основной регулятор проявления признаков полового диморфизма. Как и другие стероидные рецепторы; при связывании с гормонами андрогенный рецептор формирует комплекс; который переносится в ядро; где он взаимодействует со специфическими последовательностями ДНК в регуляторных областях AR-регулируемых генов; активируя или подавляя их экспрессию.
Известна связь числа CAG-повторов гена AR с нарушениями фертильности; в виде олигозооспермии; а также изменения чувствительности рецептора.
У мужчин аминокислотные замены в лигандсвязывающем домене андрогенного рецептора приводят к нарушению сперматогенеза и бесплодию в результате нарушения взаимодействия между рецепторными доменами и белками-коактиваторами. Повышенный уровень тестостерона ингибирует действие фолликулостимулирующего гормона; который воздействует на клетки Сертоли и регулирует сперматогенез.
В некоторых исследованиях было показано; что у пациентов различных этнических групп (из Америки; Австралии; Японии; Франции и др.); имеющих более 28 CAG-повторов; в 4 и более раза увеличен риск нарушения сперматогенеза.
Изменение чувствительности рецептора AR у женщин может приводить к развитию синдрома гиперадрогенизма даже без значительного повышения мужских половых гормонов.