Дифференциация клеток - это процесс, в ходе которого клетки получают определенные черты (фенотип). Морфология клетки и картина экспрессии генов клетки могут значительно измениться в ходе дифференциации, но генетический материал обычно остается без изменений (хотя и из этого правила есть исключения).
В целом процесс дифференциации, т.е. возникновения и нарастания структурных и функциональных различий между отдельными клетками и частями зародыша, происходит в течение всего периода развития организма. За этот период образуются несколько сотен типов клеток специфической строения, отличающихся друг от друга. С биохимической точки зрения, специализация клеток заключается в синтезе определенных белков, присущих только определенному типу клеток. Биохимическая специализация клеток обеспечивается дифференциальной активностью генов, то есть в клетках разных зародышевых листков - зачатков определенных органов и систем - начинают функционировать разные группы генов. В случае дальнейшего дифференцировки клеток, входящих в состав зародышевых листков, из эктодермы образуются: нервная система, органы чувств, эпителий кожи, эмаль зубов; из энтодермы - эпителий средней кишки, пищеварительные железы - печень и поджелудочная железа, эпителий жабр и легких, с мезодермы - мышечная ткань, соединительная ткань, кровеносная система, почки, половые железы и др.. У разных видов животных те же зародышевые листки дают начало одним и тем же органам и тканям.
Гистогенез (от греч. Histos - ткань + греч. Genesis - образование, развитие) - совокупность процессов, приводящих к образованию и восстановления тканей в процессе индивидуального развития (онтогенеза).
В образовании определенного вида тканей участвует тот или иной зародышевый листок. Например, мышечная ткань развивается из мезодермы, нервная - из эктодермы т.д.. В ряде случаев ткани одного типа могут иметь разное происхождение, например, эпителий кожи имеет эктодермальные, а всасывающий кишечный эпителий - энтодермального происхождения.
Изучение гистогенеза различных тканей и его закономерностей - одна из важнейших задач гистологии. В основе гистогенеза лежит клеточная дифференцировка, которое начинается с самых ранних стадий эмбриогенеза. Это сложный молекулярно-генетический процесс закономерного включения активности генов, определяющих специфику белковых синтезов в клетке. размножение клеток, их узаемоперемищення и другие процессы приводят к формированию эмбриональных зачатков, представляющих собой группы клеток, закономерно расположенные в теле зародыша. В ходе дифференцировки эмбриональных зачатков возникает все многообразие тканей различных органов тела. В послезародышевый-м периоде процессы гистогенеза подразделяют на три основных типа: в тканях, клетки которых не размножаются (например, нервная ткань), в тканях, размножение клеток которых связано главным образом с ростом органа (например, паренхима пищеварительных желез, почек) ; в тканях, характеризующихся постоянным обновлением клеток (например, кроветворная ткань, покровные эпителии). Восстановление поврежденных или частично утраченных тканей после травм осуществляется благодаря так называемому репаративного гистогенеза. При патологических условиях процессы гистогенеза могут подвергнуться глубоким качественным изменениям и привести к развитию опухолевых тканей.
Органогенез у животных - это образование и развитие органов в процессе их индивидуального развития.
Например, у хордовых после гаструляции небольшой участок спинной эктодермы в виде пластинки погружается вглубь зародыша, прогибается и образует нервную трубку с полостью внутри, заполненной жидкостью. Из клеток эктодермы развиваются кожные покровы с их производными (волосы, ногти, перья, копыта) и органы чувств. Из верхней части энтодермы образуется хорда, из нижней части - эпителий, выстилающий внутри отделы кишечника, пищеварительные железы и органы дыхания. Из мезодермы образуются мышцы, скелет, кровеносная система, половые железы, органы выделения и собственно кожа - дерма.
В ходе гистогенеза и органогенеза у живых организмов наблюдается такое явление, как эмбриональная индукция. Эмбриональную индукцию можно определить как явление, при котором в процессе эмбриогенеза один зачаток влияет на другой, определяя путь его развития, и, кроме того, сам подвергается индуцирующих влияния со стороны первого зачатка.
У растений термином «органогенез» обычно обозначают формирование и развитие основных органов (корня, стебля, листьев, цветков) в процессе онтогенеза с участка недифференцированной ткани - меристемы.