Diferensiasi adalah perubahan dari suatu macem sel ke macem sel yang lain, biasanya dari macem sel yang tidak atau kurang terspesialisasi ke macem sel yang lebih terspesialisasi. Sel yang dapat berdiferensiasi disebut pluripoten bila sel bisa berdiferensiasi jadi aneka jenis sel organisme dewasa dan disebut totipoten bila sel bisa berdiferensiasi jadi macem sel apapun termasuk sel plasenta. Pada manusia, sel totipoten hanya sel zigot dan blastomer.

Diferensiasi mengubah ukuran, bentuk, aktivitas metabolik, potensi membran, dan respon sel terhadap sinyal. Perubahan-perubahan ini umumnya terjadi karena modifikasi selama proses diferensiasi. Umumnya diferensiasi tidak mengubah sekuens DNA. Sehingga, sel yang berbeda dengan karakteristik yang sangat berbeda bisa mempunyai genom yang sama.

Kalau genom semua sel sama, kenapa bisa ada aneka ragam sel? Jawaban atas pertanyaan ini ada pada cara setiap macem sel menyebar genomnya. Kombinasi khusus gen yang dinyalakan (diekspresikan) atau dimatikan (direpresikan) menentukan morfologi dan fungsi sel. Proses ekspresi gen diregulasi oleh sinyal dari dalam dan luar sel. Saling pengaruh antara sinyal dan genom sangat memengaruhi proses yang terjadi selama perkembangan embrio dan kehidupan dewasa.

Bukti-bukti menunjukkan bahwa semua sel dalam organisme multiseluler, termasuk manusia, punya genom yang sama. Percobaan pertama mengenai prakara ini dilakukan pada dasawarsa 1970-an menggunakan inti sel kulit katak dewasa yang ditransplantasikan ke dalam embrio donor yang telah dihilangkan intinya. Hasil dari percobaan ini adalah katak. Pada tahun 1996, percobaan kloning domba dilakukan menggunakan inti sel kelenjar susu biri-biri betina. Hasilnya, domba kloning bernama "Dolly" yang bertahan hidup selama 7 tahun. Selain domba, berbagai hewan, seperti kuda dan babi, juga telah dikloning dan memberi hasil yang pada prinsipnya serupa.

Percobaan ini menunjukkan bahwa genom pada inti sel kelenjar susu dan bagian-bagian tubuh lain (bahkan kulit dan rambut) mengandung informasi yang dapat digunakan untuk "menciptakan" makhluk hidup baru. Hal ini juga berarti proses diferensiasi tidak mengubah genom. Para peneliti pada masa kini telah mengetahui bahwa sel yang telah berdiferensiasi penuh mengandung genome yang sama dengan embrio dalam rahim. Diferensiasi sel, karena itu, bukan terjadi sebagai karena dari penghilangan materi genetik, melainkan "hanya" perubahan ekspresi gen guna memandu dan mempertahankan diferensiasi sel.

Protein yang meregulasi gen mana yang ditranskripsikan dalam sel disebut faktor transkripsi. Faktor ini penting guna menentukan jalur diferensiasi yang ditempuh oleh sel induk. Faktor ini menentukan suatu sel induk akan berdiferensiasi menjadi sel apa.

Diferensiasi dan implant gigi

Setelah implant dipasang, tulang rahang memulai proses penyembuhan. BMP menginduksi sel induk mesenkim sehingga sel induk ini mulai proses diferensiasi menjadi osteoblas. Dari tahap osteoinduksi tersebut, selanjutnya berproses menuju osteokonduksi dan kemudian oseointegrasi. Poin kunci dari kesuksesan oseointegrasi adalah kesuksesan diferensiasi.

Referensi

Slack, J.M.W. (2013) Essential Developmental Biology. Wiley-Blackwell, Oxford

Slack, J.M.W. (2007). "Metaplasia and transdifferentiation: from pure biology to the clinic". Nature Reviews Molecular Cell Biology. 8: 369–378.

Ralston, A. & Shaw, K. (2008) Gene expression regulates cell differentiation. Nature Education 1(1):127

https://www.sciencedaily.com/terms/dolly_the_sheep.htm ; akses 12 Desember 2016