Differenciálás a láthatóan differenciálatlan prekurzor sejtek fordul elő az embrionális fejlődés során a metamorfózis a lárva állapotú, követően az elkülönítés alkatrészek aszexuális reprodukció. A szövetek megújulása és a hiányzó részek regenerálása során felnőtt szervezetekben is előfordul. Így a sejtek differenciálódása alapvető és folyamatos folyamat az élet minden szakaszában.
a sejtek látható differenciálódása csak az utolsó progresszív állapotsor., Minden állapotban a sejt egyre inkább elkötelezett az egyik típusú sejt felé, amelybe fejlődhet. A kötelezettségvállalási Államokat néha “specifikációnak” nevezik, hogy megfordítható típusú elkötelezettséget képviseljenek, és “meghatározást” jelentsenek egy visszafordíthatatlan kötelezettségvállalás képviseletére. Bár a specifikáció és a meghatározás állapota egyaránt differenciált génaktivitást jelent, az embrionális sejtek tulajdonságai nem feltétlenül azonosak a teljesen differenciált sejtekével. Különösen a specifikációs állapotokban lévő sejtek általában nem stabilak hosszú ideig.,
a korai embrió különböző régióiban két mechanizmus okoz megváltozott kötelezettségvállalásokat: a citoplazmatikus lokalizáció és az indukció. A citoplazmatikus lokalizáció az embrió fejlődésének legkorábbi szakaszaiban nyilvánvaló. Ez idő alatt az embrió növekedés nélkül osztódik, hasadási osztódásokon megy keresztül, amelyek különálló sejteket termelnek, úgynevezett blastomereket. Minden blastomere örökli az eredeti tojás citoplazma egy bizonyos régióját, amely tartalmazhat egy vagy több szabályozó anyagot, úgynevezett citoplazmatikus determinánsokat., Amikor az embrió a blastomerek (úgynevezett morula) szilárd tömegévé vált, általában két vagy több eltérő elkötelezett sejtpopulációból áll-a blastomerek eredményeként, amelyek különböző citoplazmatikus determinánsokat tartalmaznak. A citoplazmatikus determinánsok egy adott aktivációs állapotban lévő mRNS-ből vagy fehérjéből állhatnak. A citoplazmatikus determináns hatásának egyik példája a Toll nevű receptor, amely a Drosophila (gyümölcslégy) tojások membránjaiban található., Az útdíj aktiválása biztosítja, hogy a blastomerek ventrális (alsó) struktúrákká alakuljanak, míg az inaktív útdíjat tartalmazó blastomerek olyan sejteket termelnek, amelyek dorsalis (hátsó) struktúrákká alakulnak.
indukcióban, az elkötelezettség második mechanizmusában, egy sejtcsoport által szekretált anyag megváltoztatja egy másik csoport fejlődését. A korai fejlesztés során az indukció általában tanulságos; vagyis a szövet a jel jelenlétében más elkötelezettségi állapotot feltételez, mint a jel hiányában., Az induktív jelek gyakran olyan anyagok koncentrációs gradiensei, amelyek különböző koncentrációkban számos különböző reakciót váltanak ki. Ez a sejtcsoportok szekvenciájának kialakulásához vezet, amelyek mindegyike eltérő specifikációs állapotban van. Például, a Xenopus (karmos béka) a korai embrió tartalmaz egy jelzés központ hívott meg a szervező, hogy választ ki, valamint, ha a csont morfogenetikus fehérjék (bmp-k), ami a ventrális-hogy-háti (has-to-back) gradiens a BMP tevékenység., A BMP aktivitása az embrió ventrális régiójában elnyomja a központi idegrendszer kialakulásában részt vevő transzkripciós tényezők expresszióját, valamint a szegmentált izmokat. Az elnyomás biztosítja, hogy ezek a struktúrák csak a hátsó oldalon alakuljanak ki, ahol a BMP csökkent aktivitása van.
a differenciálódás végső szakasza gyakran többféle differenciált sejt kialakulását jelenti egy prekurzorból vagy őssejtpopulációból. A terminális differenciálódás nemcsak az embrionális fejlődésben, hanem a szülés utáni élet számos szövetében is előfordul., Ennek a folyamatnak a vezérlése az oldalirányú gátlás rendszerétől függ, amelyben az adott út mentén differenciáló sejtek olyan jeleket küldenek, amelyek elnyomják szomszédaik hasonló differenciálódását. Például a gerincesek fejlődő központi idegrendszerében a neuronok egy egyszerű neuroepithelium csőből származnak, amelynek sejtjei rendelkeznek a Notch nevű felületi receptorral. Ezeknek a sejteknek van egy másik sejtfelszíni molekulája is, a Delta, amely képes a szomszédos sejtekhez kötődni és aktiválni., A Notch aktiválása intracelluláris események sorozatát indítja el, ami a Delta termelés elnyomását és a neuronális differenciálódás elnyomását eredményezi. Ez azt jelenti, hogy a neuroepithelium csak néhány sejtet generál, amelyek nagy Delta expresszióval rendelkeznek, nagyobb számú sejt veszi körül, alacsony Delta expresszióval. A magas Delta-termelés és az alacsony aktiválás miatt a sejtek neuronokká fejlődnek. Az alacsony Delta termelés és a nagy Bevágású aktiválás miatt a sejtek prekurzor sejtekként maradnak, vagy gliális (támogató) sejtekké válnak., Hasonló mechanizmusról ismert, hogy a hasnyálmirigy endokrin sejtjeit és a bélhám serlegsejtjeit termeli. Az ilyen oldalirányú gátlási rendszerek azért működnek, mert a lakosság sejtjei soha nem teljesen azonosak. Mindig vannak kis különbségek, például a sejtfelszínen megjelenített Delta molekulák számában. Az oldalirányú gátlás mechanizmusa felerősíti ezeket a kis különbségeket, felhasználva azokat a differenciál gén expressziót, amely a sejtek differenciálódásának stabil és tartós állapotához vezet.