Em um embrião, uma célula se torna uma célula do cérebro e outra uma célula da pele por meio do processo chamado diferenciação celular, que envolve mudanças na expressão do gene. O genoma permanece o mesmo em cada célula especializada, enquanto cada célula tem uma estrutura e funções diferentes.
Um ser humano começa como um óvulo fertilizado, que é chamado de zigoto. Essa única célula se divide muitas vezes até conter centenas de células, que são chamadas de totipotentes. Eles podem se tornar um embrião ou a placenta que o sustenta. Assim que o embrião se torna distinto da placenta, todas as células do corpo do embrião podem se tornar uma célula de qualquer tipo de tecido. Elas são chamadas de células pluripotentes ou células-tronco embrionárias.
O embrião é definido como feto a partir da 8ª semana de gestação. Enquanto no estágio embrionário de desenvolvimento, as células pluripotentes humanas primeiro se tornam células-tronco multipotentes que têm a capacidade de se tornar células de tecidos específicos: células da pele ou células do cérebro. Os tecidos do corpo humano consistem em diferentes tipos de células. Cada célula completa seu processo de diferenciação e se torna um tipo particular de célula, como uma célula ciliada ou um neurônio.
Cada célula mantém o conjunto completo de genes relevantes para todo o organismo. No entanto, apenas um conjunto específico de genes é ativado em cada um para dizer qual a forma e a função que deve assumir no organismo. O mecanismo desta expressão gênica não é totalmente compreendido pela ciência.
