En en lenguaje de la biologia molecular, los términos 'upstream' y'downstream' designan posiciones relativas en las cadenas de ADN o de ARN.

Concretamente, 'upstream' designa lo que se encuentra hacia el extremo 5' de la secuencia de ácido nucleico, es decir, hacia el lado del nucleótido terminal en el que el grupo fosfato unido al carbono 5' del hidrato de carbono está libre, y 'downstream', lo que se encuentra hacia el extremo 3' de la secuencia, es decir, hacia el lado del nucleótido terminal en el que el grupo hidroxilo unido al carbono 3' del hidrato de carbono está libre.

Estas expresiones derivan del sentido de avance de la ADN-polimerasa en la replicación (= duplicación del ADN) y de la ARN-polimerasa en la transcripción, que es siempre de 5' ('upstream' en el proceso) hacia 3' (downstream). En otras palabras, las polimerasas añaden nucleótidos en el grupo 3'-OH de la hebra que están sintetizando, lo que significa que dicha hebra va creciendo en sentido 5' --> 3'.

Dos referencias universitarias en inglés sobre el uso de 'upstream' y downstream en este contexto:

http://seqcore.brcf.med.umich.edu/doc/educ/dnapr/mbglossary/...

http://www.ucl.ac.uk/~ucbhjow/b241/glossary.html

Dos referencias en castellano:

http://www.tremedica.org/glosarios/bio_molecular/Glosario/in...
(De manera algo sorprendente, 'upstream' y downstream no tienen entrada propia en este excelente glosario de bioquímica y biología molecular; véase la entrada "enhancer".)

y el Diccionario crítico de dudas inglés – español de medicina de Fernando A. Navarro; 2.a edición; Madrid: Mc Graw Hill/Interamericana, 2005, del que copio la entrada correspondeinte:

downstream. Es muy clara la tendencia a traducir, diccionario en mano, el inglés downstream por 'río abajo', 'aguas abajo' o 'corriente abajo' (y su antónimo upstream por 'aguas arriba, 'río arriba' o 'corriente arriba'), lo cual puede estar muy bien cuando el texto trata efectivamente de corrientes fluviales, pero no tiene sentido en las tres acepciones más frecuentes de downstream en los textos médicos.
(...)
2 [Gen.] En biología molecular, los genes y las secuencias de ácidos nucleicos se escriben, por convenio, colocando el extremo 5' al comienzo (es decir, arriba si la secuencia se escribe en sentido vertical, o a la izquierda si la secuencia se escribe en sentido horizontal) y el extremo 3' al final (es decir, abajo si la secuencia se escribe en sentido vertical, o a la derecha si la secuencia se escribe en sentido horizontal). En este contexto, pues, la traducción más clara de downstream es 'en dirección 3'' o 'hacia 3'', y la traducción más clara de upstream, 'en dirección 5'' o 'hacia 5''. Lo de 'aguas abajo', 'río abajo' y 'corriente abajo' no tiene, de nuevo, ningún sentido; sí sería admisible, sobre todo referido a las secuencias escritas en vertical, el uso metafórico de 'gen abajo' y 'gen arriba', o 'secuencia abajo' y 'secuencia arriba'.

Comparto lo que dice Navarro en esta entrada, aunque la última frase sobre los usos metafóricos en el caso de secuencias escritas en sentido vertical me parece tirada de los pelos.

Saludos cordiales.