Genetyka

Różnice w budowie molekularnej komórek muszą wynikać z różnic aktywności genów, ponieważ podczas rozwoju zarodkowego nie dochodzi do utraty genów. Regulację aktywności genów podczas rozwoju określa się często jako zróżnicowaną ekspresję genów. Ekspresja genów w komórkach eukariotycznych podlega regulacji na wiele sposobów i na wielu poziomach, np. dany enzym może powstawać w postaci nieaktywnej i dopiero później być aktywowany. Znaczna część regulacji ważnej dla procesów rozwojowych przebiega na poziomie transkrypcji. Transkrypcja jednego zestawu genów może podlegać represji, a innego - aktywacji. Nawet ekspresja genów konstytutywnych, to znaczy stale transkrybowanych w komórce, podlega regulacji w czasie rozwoju, dzięki czemu ilość każdego produktu danego genu jest różna w różnych tkankach. Różnicowanie można traktować jako serię szlaków wiodących od jednej komórki do komórek w każdej z wyspecjalizowanych tkanek, gdzie tworzą one specyficzny układ. W określonym czasie komórka dokonuje genetycznego wyboru szlaku rozwojowego, którym podążą komórki potomne. Wybory te stopniowo ograniczają możliwości rozwojowe komórek potomnych, zawężając je do niewielkiego zestawu ostatecznych tkanek. Różnicowanie jest więc stopniowym ustalaniem losów komórek potomnych. Kiedy rozwój komórki podlega determinacji na szlaku różnicowania, jej wygląd może nie ulegać większym zmianom. Niemniej jednak, gdy proces determinacji się zakończy, dalsze zmiany w komórce zachodzą zwykle samoistnie i niełatwo je odwrócić.