Le corps humain est constitué de 100 trillions de cellules de 200 types fonctionnellement distinctes, toutes venues du génome d'un seul œuf fécondé. Le processus par lequel l'origine des cellules similaires suivent différentes voies de développement et finissent avec les différentes structures et fonctions est appelé différenciation. La différenciation est contrôlée par un certain nombre de processus cellulaires internes et externes.
l'expression génique différentielle
Chaque cellule dans le corps d'un animal, à l'exception des cellules reproductrices, contenant le génome de l'animal entier. Cette propriété a été mis à profit pour utiliser somatiques, ou non reproductrices, des cellules pour cloner un des organismes entiers à partir d'une seule cellule. Cependant, seule une partie du génome est utilisée dans chaque cellule individuelle. Cette expression différentielle des gènes affecte ce type de cellule est formée et quelle est sa fonction. Même si aucun matériel génétique est perdue lors de l'expression différentielle des gènes, l'ADN peut être modifiée par la méthylation de l'ADN et la modification des histones. De telles modifications peuvent être transmises aux cellules filles et peuvent effectivement désactiver un gène particulier dans une lignée cellulaire.
ségrégation cytoplasmique
Le matériel génétique est maintenu essentiellement dans le noyau des cellules animales. À l'extérieur du noyau, la cellule est remplie de cytoplasme. Certains produits chimiques peuvent être distribués de manière inégale dans le cytoplasme des animaux au début du développement, comme lors de l'œuf, zygote ou le stade précoce de l'embryon. La répartition inégale des déterminants cytoplasmiques donne la polarité à chaque cellule qui signale l'expression de gènes particuliers pour que les structures appropriées pour former à l'extrémité appropriée de l'organisme. Dans les organismes simples qui sont capables de régénérer des membres ou d'autres structures qui ont été les dommages, la polarité indique les cellules où et quoi régénérer.
induction embryonnaire
les tissus embryonnaires parfois aider à contrôler la différenciation des cellules voisines en sécrétant des inducteurs. Par exemple, dans les grenouilles embryonnaires, la partie optique du cerveau antérieur qui est destiné à devenir les yeux sécrètent induction des produits chimiques qui induiront les tissus sus-jacents pour former la lentille de l'oeil. Si la partie optique du cerveau est enlevé avant inducteurs sont sécrétées, aucune lentille se forme. L'induction permet de garantir que les structures essentielles forment dans l'emplacement correct.
morphogènes
Morphogènes sont impliqués dans la détermination de la forme globale d'un organisme, comme l'emplacement des membres et de la tête, dans un processus connu en tant que formation de motif. Morphogènes agissent en créant un gradient de concentration entre toutes les cellules d'un tissu afin de créer un motif de base de segments de corps. Dans chaque segment, les gènes homéotiques contrôlent en outre la différenciation. De plus, la mort cellulaire génétiquement contrôlée peut se produire dans des cellules spécifiques dans le but de former en outre un organisme.