Beberapa faktor utama yang mengatur diferensiasi sel adalah sebagai berikut:
Ini adalah fakta yang mapan bahwa sel tumbuhan dan hewan yang berdiferensiasi sel mempertahankan semua gen yang diperlukan untuk memprogram perkembangan dan diferensiasi atau organisme yang lengkap. Juga sel-sel yang berdiferensiasi mengandung berbagai jenis protein.
Ini berarti pola ekspresi gen bertanggung jawab untuk diferensiasi sel, yaitu gen yang berbeda diekspresikan pada setiap jenis sel yang berdiferensiasi. Karena sejumlah besar langkah terlibat antara sekuens DNA (atau gen) dan pembentukan akhir protein fungsional dan produk protein, sejumlah besar mekanisme beroperasi dalam mengendalikan ekspresi gen.
1. Pengaruh sitoplasma atau diferensiasi sel:
Pengaruh umum sitoplasma pada diferensiasi sel awal telah ditunjukkan oleh berbagai percobaan dengan sel telur.
(i) Pada telur bekicot, diferensiasi sel dipengaruhi oleh polar lobe, yaitu penonjolan sitoplasma pada kutub vegetal telur. Jika lobus ini diangkat melalui pembedahan, embrio akan mengembangkan kaki, mata, dan cangkang yang cacat.
(ii) Pada telur amfibi, diferensiasi sel dipengaruhi oleh bulan sabit abu-abu. Jika bulan sabit abu-abu terluka oleh tusukan embrio mengembangkan sistem saraf abnormal.
Sitoplasma mempengaruhi dan mengontrol perilaku gen inti dan diferensiasi sel. Kontrol mungkin pada tingkat transkripsi sel. Kontrol mungkin pada tingkat transkripsi mRNA, pematangan mRNA yang ditranskripsi, translasi mRNA dalam sitoplasma, ketersediaan tRNA, ribosom, faktor inisiasi atau dengan adanya enzim yang mengontrol sintesis protein atau yang menurunkan mRNA. Bahkan setelah sintesis protein, peristiwa pasca transkripsi juga dapat dipengaruhi oleh sitoplasma sel dan pada gilirannya dapat menyebabkan diferensiasi sitoplasma sel.
2. Pergantian protein:
Proses ekspresi dan regulasi gen tidak berhenti pada sintesis protein. Protein mengalami turn-over yaitu, kerusakan dan resintesis. Ini berarti jumlah protein tertentu yang ada dalam sel memengaruhi diferensiasi sel. Sebagai contoh, ketika sel-sel hati terpapar hormon steroid kortison, jumlah enzim triptofan pirolase di hati meningkat sepuluh kali lipat tetapi peningkatan arginase hanya sedikit.
3. Interaksi Sel-Sel:
Pada organisme multisel, diferensiasi sel tidak terjadi secara sendiri-sendiri tetapi melalui interaksi sel ke sel, yaitu sel saling mempengaruhi metabolisme dan diferensiasi. Perubahan bentuk sel, perubahan posisi dan adhesi sel-sel semuanya mempengaruhi diferensiasi sel.
4. Induksi embrionik:
Ketika sel-sel dari satu daerah embrio ditransplantasikan ke beberapa daerah lain, baik transplantasi atau cangkokan berdiferensiasi sesuai dengan pengatur kimia sel di sekitarnya atau membuat sel di sekitarnya berdiferensiasi di bawah pengaruhnya.
Misalnya, jika sel-sel yang biasanya ditakdirkan untuk menjadi jaringan saraf dikeluarkan dari gastrula awal dan ditransplantasikan ke embrio amfibi lain di daerah yang ditakdirkan untuk berkembang menjadi epidermis, sel cangkok berdiferensiasi menjadi sel epidermis, bukan jaringan saraf. Demikian pula, sel-sel epidermis prospektif yang dicangkokkan ke area saraf dugaan berdiferensiasi menjadi jaringan saraf.
Ketika bahan dari bibir dorsal blastopore dari satu gastrula dicangkokkan ke posisi yang berbeda di gastrula lain, bahan blastopore yang dicangkokkan memicu pembentukan tali saraf tambahan dan notochord dari seluruh embrio baru yang bergabung dengan embrio inang.
Fenomena ini digambarkan sebagai induksi atau induksi embrionik primer. Dalam induksi embrionik sekunder, satu kelompok sel menginduksi kelompok sel tetangga untuk berdiferensiasi ke arah tertentu. Misalnya, pada mata yang sedang berkembang, diferensiasi lensa diinduksi oleh kontak antara sel lensa prospektif dan ektoderm di atasnya.
5. Hormon:
Dalam induksi primer dan sekunder, interaksi terjadi antara sel-sel yang ditempatkan berdekatan. Namun, sel-sel yang dipisahkan oleh jarak yang jauh juga berinteraksi satu sama lain. Sinyal kimia adalah hormon atau faktor pertumbuhan. Beberapa hormon memengaruhi pertumbuhan sel-sel tertentu sementara hormon seks merangsang diferensiasi organ seks.
