Ćelijska diferencijacija
Ćelijska diferencijacija je proces u kojem se ćelija mijenja iz jednog tipa ćelije u drugi. Obično se ćelija mijenja u više specijaliziranih tipova. Diferencijacija se odvija mnogo puta tokom razvoja višećelijskog organizma, jer se mijenja od jednostavnog zigota do složenog sistema tkiva i ćelijskih tipova. Diferencijacija se nastavlja u odrasloj jedinki, kao što se matične ćelije odraslih dijele i stvaraju potpuno diferencirane kćerke ćelije za vrijeme popravljanja tkiva i normalnog ćelijskog prometa. Do nekih razlika dolazi kao odgovor na izlaganje antigenu. Diferencijacija drastično mijenja veličinu, oblik, membranski potencijal, metaboličke aktivnosti i reakciju na signale. Ove promjene su u velikoj mjeri rezultat izrazito kontroliranih modifikacija u genskoj ekspresiji i epigenetičkim uvjetima. Uz nekoliko izuzetaka, ćelijska diferencijacija gotovo nikada ne uključuje promjenu samih sekvenci DNK. Dakle, različite ćelije mogu imati vrlo različite fizičke karakteristike, iako imaju isti genom. Specijalizirani tip diferencijacije, poznata kao "terminalna diferencijacija", od značaja je u nekim tkivima, naprimjer nervnom sistemu kičmenjaka, prugastim mišićima, epidermi i crijevima. Tokom terminalne diferencijacije, prekursorska ćelija koja je prije bila sposobna za ćelijsku diobu, trajno napušta ćelijski ciklus, rastavlja njegov mehanizam i često ispoljava niz gena karakterističnih za konačnu funkciju ćelije (npr. miozin i aktin za mišićnu ćeliju). Diferencijacija se može nastaviti i nakon terminalne diferencijacije, ako se njen kapacitet i funkcije podvrgnu daljnjim promjenama. Među ćelijama koje dijele postoji više razina ćelijske potencije, odnosno sposobnosti ćelije da se diferencira u druge tipove ćelija. Veća potencija ukazuje na veći broj ćelija koje se od njih mogu izvesti. Ćelija koja se može diferencirati u sve tipove ćelija, uključujući tkivo placente, poznata je kao totipotentna . Kod sisara su samo totipotentni zigoti i daljnje blastomere, dok kod biljaka mnoge diferencirane ćelije mogu postati totipotentne, primjenom jednostavnih laboratorijskih tehnika. Ćelija koja se može diferencirati u sve tipove ćelija u organizmu odraslih, poznata je kao pluripotentna. Takve ćelije se kod viših biljaka nazivaju meristematskim ćelijama, kod životinjska takve su embrionskee matične ćelije, ikako neke istraživačke grupe izvještavaju i o prisustvu odraslih pluripotentnih ćelija. Virusno inducirana ekspresija četiri faktora transkripcije Oct4, Sox2, c-Myc i Klf4 (Yamanaka faktori) je dovoljna za stvaranje pluripotentnih (iPS) ćelija od odraslih fibroblasta. Multipotentna ćelija je ona koja se može rdiferencirati u više različitih, ali usko povezanih tipova ćelija. Oligopotentne ćelije su ograničenije od multipotentnih, ali se ipak mogu rdiferenciratiti u nekoliko usko povezanih tipova ćelija. U citopatologiji stupanj ćelijske diferencijacije koristi se kao mjera progresije karcinoma. Progradacija je marker diferenciranosti tumorske ćelije.