W zarodku jedna komórka staje się komórką mózgową, a druga komórką skóry w procesie zwanym różnicowaniem komórek, który obejmuje zmiany w ekspresji genów. Genom pozostaje taki sam w każdej wyspecjalizowanej komórce, podczas gdy każda komórka ma inną strukturę i funkcje.
Istota ludzka zaczyna się jako zapłodnione jajo, które nazywa się zygotą. Ta pojedyncza komórka dzieli się wiele razy, dopóki nie zawiera setek komórek, które są nazywane totipotentami. Mogą stać się zarodkiem lub łożyskiem, które je wspiera. Gdy zarodek stanie się odrębny od łożyska, wszystkie komórki w ciele zarodka mogą stać się komórkami dowolnego rodzaju tkanki. Są to nazywane komórki pluripotencjalne lub embrionalne komórki macierzyste.
Zarodek definiuje się jako płód w 8. tygodniu ciąży. Podczas gdy embrionalny etap rozwoju, ludzkie pluripotencjalne komórki najpierw stają się multipotencjalnymi komórkami macierzystymi, które mają zdolność stania się szczególnymi komórkami tkanki: komórkami skóry lub komórkami mózgu. Tkanki w ludzkim ciele składają się z różnych typów komórek. Każda komórka kończy proces różnicowania i staje się określonym typem komórki, takim jak komórka włosów lub neuron.
Każda komórka zachowuje pełny zestaw genów istotnych dla całego organizmu. Jednak w każdym aktywowany jest tylko określony zestaw genów, aby określić, jaki kształt i rolę w organizmie ma przyjmować. Mechanizm tej ekspresji genów nie jest w pełni zrozumiały dla nauki.
