Zelluläre Differenzierung ist der Prozess, durch den eine weniger spezialisierte Zelle zu einem spezialisierteren Zelltyp wird. Sie ist Teil der Entwicklungsbiologie. Unterschiedliche Gewebe haben unterschiedliche Arten von Organellen im Inneren der Zellen.
Differenzierung tritt während der Entwicklung eines mehrzelligenOrganismus mehrfach auf. Der Organismus verwandelt sich von einer einzelnen Zygote in ein komplexes System von Geweben und Zelltypen. Differenzierung ist auch bei Erwachsenen ein üblicher Prozess: adulte Stammzellen teilen sich, um während der Gewebereparatur und des normalen Zellumsatzes volldifferenzierte Tochterzellen zu bilden.
Die Differenzierung verändert Größe, Form, Stoffwechselaktivität und die Reaktionsfähigkeit einer Zelle auf Signale dramatisch. Diese Veränderungen sind weitgehend auf Veränderungen der Genexpression zurückzuführen. Mit wenigen Ausnahmen geht die zelluläre Differenzierung fast nie mit einer Veränderung der DNA-Sequenz selbst einher. Sie beinhaltet jedoch das Ausschalten vieler Gene, die in einem bestimmten Gewebe nicht benötigt werden. So können Zellen in verschiedenen Geweben trotz des gleichen Genoms sehr unterschiedliche physikalische Eigenschaften haben.
Die Zellpotenz ist die Fähigkeit einer Zelle, sich in andere Zelltypen zu differenzieren. Eine Zelle, die in der Lage ist, sich in viele Zelltypen zu differenzieren, wird als pluripotent bezeichnet. Solche Zellen werden bei Tieren als Stammzellen und bei höheren Pflanzen als meristematische Zellen bezeichnet. Eine Zelle, die in der Lage ist, sich in alle Zelltypen zu differenzieren, wird als totipotent bezeichnet. Bei Säugetieren sind nur die Zygote und frühe embryonale Zellen totipotent, während bei Pflanzen viele differenzierte Zellen mit einfachen Labortechniken totipotent werden können.
