Il corpo umano è costituito da cellule 100 trilioni di 200 tipi funzionalmente distinte, che è venuto dal genoma di un singolo uovo fecondato. Il processo mediante il quale originariamente simili cellule seguiranno diverse vie inerenti allo sviluppo e alla fine con diverse strutture e funzioni è chiamato differenziazione. Differenziazione è controllata da una serie di processi cellulari interne ed esterne.
Espressione genica differenziale
Ogni cellula nel corpo di un animale, ad eccezione delle cellule riproduttive, contiene il genoma dell'animale intero. Questa proprietà è stata presa vantaggio di poter utilizzare le cellule somatiche, o somatica, clonare un intero organismi da una singola cellula. Tuttavia, solo una parte del genoma è utilizzato in ogni singola cella. Questa espressione genica differenziale riguarda quale tipo di cella è formata e che cosa è la sua funzione. Mentre nessun materiale genetico viene perso durante l'espressione genica differenziale, il DNA può essere modificato da metilazione del DNA e modifica dell'istone. Tali modifiche possono essere tramandate alle cellule figlie ed efficacemente possono disattivare un particolare gene in una linea cellulare.
Segregazione citoplasmatica
Materiale genetico si svolge principalmente all'interno del nucleo delle cellule animali. Di fuori del nucleo, la cella è riempita con citoplasma. Alcune sostanze chimiche possono essere diversamente distribuiti nel citoplasma degli animali durante lo sviluppo iniziale, come ad esempio durante l'uovo, zigote o stadio precoce dell'embrione. La distribuzione disuguale di determinanti citoplasmatici dà polarità di ogni cellula che segnala l'espressione di particolari geni affinché le strutture adeguate per formare all'estremità appropriata dell'organismo. Negli organismi semplici che sono in grado di rigenerare gli arti o altre strutture che sono stati danni, polarità racconta le celle dove e cosa rigenerare.
Induzione embrionale
Tessuti embrionali a volte aiutano a controllare la differenziazione delle cellule vicine secernendo induttori. Ad esempio, nelle rane embrionale, la parte ottica del proencefalo che è destinato a diventare gli occhi sarà secernono i prodotti chimici di induzione che inducano i tessuti sovrastanti per formare la lente dell'occhio. Se la parte ottica del cervello viene rimosso prima di induttori sono secreti, nessun obiettivo si forma. Induzione consente di assicurare che formano strutture essenziali nella posizione corretta.
Morfogeni
Morfogeni sono coinvolti nel determinare la forma generale di un organismo, ad esempio la posizione degli arti e testa, in un processo noto come formazione di pattern. Morfogeni agiscono creando un gradiente di concentrazione tra tutte le cellule di un tessuto al fine di creare un modello di base dei segmenti corporei. All'interno di ogni segmento, geni omeotici ulteriormente controllano la differenziazione. Pure, la morte delle cellule geneticamente controllata può verificarsi in celle specifiche al fine di modellare ulteriormente un organismo.