Celledifferentiering er processen med at implementere et genetisk bestemt program til dannelse af en specialiseret cellefænotype , hvilket afspejler deres evne til at udføre visse profilfunktioner. Differentiering ændrer cellens funktion, dens størrelse, form og metaboliske aktivitet.
Fænotypen af celler er resultatet af koordineret ekspression (dvs. koordineret funktionel aktivitet) af et bestemt sæt gener. I differentieringsprocessen bliver en mindre specialiseret celle mere specialiseret. For eksempel udvikler en monocyt sig til en makrofag , en promyoblast udvikler sig til en myoblast, som danner en muskelfiber, der danner et syncytium . Deling, differentiering og morfogenese er de vigtigste processer, der sikrer udviklingen fra en enkelt celle ( zygote ) af en flercellet organisme, der indeholder celler af en lang række forskellige typer.
Celledifferentiering forekommer ikke kun i embryonal udvikling, men også i en voksen organisme (under hæmatopoiesis , spermatogenese , regenerering af beskadiget væv).
Det generelle navn for alle celler, der endnu ikke har nået det endelige specialiseringsniveau (det vil sige i stand til at differentiere) er stamceller. Graden af celledifferentiering (dets "potentiale til at udvikle sig") kaldes potens. Celler, der kan differentiere til en hvilken som helst celle i en voksen organisme, bortset fra placenta og blommesæk, kaldes pluripotente . Pluripotente celler er for eksempel cellerne i den indre cellemasse af pattedyrsblastocysten . Udtrykket "embryonale stamceller" bruges til at henvise til in vitro dyrkede pluripotente celler afledt af blastocystens indre cellemasse [1] . Zygoten og blastomererne er totipotente , da de kan differentiere til enhver celle, inklusive ekstraembryonale væv.
Den allerførste differentiering i processen med embryoudvikling sker på stadiet af blastocystdannelse , når de homogene celler i morulaen er opdelt i to celletyper: intern embryoblast og ekstern trophoblast . Trofoblasten er involveret i implantationen af embryonet og giver anledning til ectoderm af chorion (et af vævene i placenta ). Embryoblasten giver anledning til alle andre væv i embryoet. Efterhånden som embryonet udvikler sig, bliver cellerne mere og mere specialiserede (multipotente, unipotente), indtil de bliver terminalt differentierede celler med en endelig funktion, såsom muskelceller . Der er omkring 220 forskellige typer celler i menneskekroppen.
Et lille antal celler i en voksen organisme bevarer multipotens. De bruges i processen med naturlig fornyelse af blodceller, hud osv., samt til at erstatte beskadiget væv. Da disse celler har stamcellernes to hovedfunktioner - evnen til at forny sig selv for at opretholde multipotens og evnen til at differentiere - kaldes de voksne stamceller.
Dedifferentiering er den omvendte differentieringsproces. En delvist eller fuldt differentieret celle vender tilbage til en mindre differentieret tilstand. Det er normalt en del af den regenerative proces og ses mere almindeligt i lavere former for dyr såvel som planter. For eksempel, når en del af en plante er beskadiget, dedifferentieres cellerne ved siden af såret og deler sig intensivt og danner en callus . Når de placeres under visse forhold, differentierer callusceller til manglende væv. Så når stiklingen er nedsænket i vand, dannes rødder fra callus. Med nogle forbehold kan tumortransformation af celler tilskrives fænomenet dedifferentiering.