Durante o crescimento de um organismo, as células sofrem um processo de diferenciação celular que as torna morfologicamente diferentes, adquirindo funções e estrutura diferentes (tornam-se células diferenciadas) apesar de terem a mesma informação genética.
A diferenciação celular envolve a expressão de determinados genes e a inactivação de outros. Por isso, há um controlo da expressividade dos genes que se pode fazer quer ao nível da transcrição quer ao nível da tradução, e que pode ser influenciado pelos elementos provenientes do ambiente. Um caso é o das metaplasias: mudanças reversíveis num determinado tipo de células que são substituídas por células doutro tipo, por exemplo, nos fumadores as células que revestem as paredes da traqueia e brônquios ficam desprovidas de cílios e com forma especifica para resistir melhor às agressões causadas pelo fumo. Os elementos do ambiente podem então activar a expressividade de determinados genes.
As células iniciais resultantes da divisão do ovo e certas células dos organismos adultos são indiferenciadas, podendo dar origem a células de qualquer um dos tecidos do organismo. Essa capacidade de poderem originar qualquer tipo de célula é conhecida por totipotência.
No ramo da investigação biológica utilizam-se as células totipotentes, estaminais ou células tronco na cultura de tecidos específicos (por exemplo: pele, músculo, nervo, ou órgãos completos que possam ser usados em transplantes). Este processo pode ser muito útil no combate a doenças.
Um outro processo que levanta mais problemas éticos é a utilização das células totipotentes para obter indivíduos geneticamente idênticos sem recurso a reprodução sexuada. Este processo designa-se de clonagem e os organismos originados a partir da célula inicial são clones.
Pode-se concluir que as potencialidades genéticas dos indivíduos superam largamente as características que eles expressam.
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