人、象、草でさえも、多くの細胞を含んでいるので、多細胞生物とも呼ばれます。しかし、多細胞生物の多くの細胞では、形や機能、生理学的特徴がどんなに異なっていても、核内のゲノムは同じです。例えば、我々の人体は10 ^12 〜 10 ^14個の細胞から構成され、すべての人体細胞には2つの遺伝子組があり、それぞれの遺伝子組には23本の染色体がある。なぜ同じ生物の多くの細胞でゲノムが同じなのでしょうか？答えは簡単です。生物のすべての細胞は、連続的な有糸分裂によって同じ受精卵から作られています。有糸分裂とは、細胞が分裂する過程でフィラメント状のパターンを示すことです。顕微鏡下で見ると、受精卵は分裂の特定の段階で紡錘状のパターンを示し、これらの糸状体は紡錘状フィラメントと呼ばれます。
受精卵や他の細胞が有糸分裂すると、染色体はまず複製され、それぞれの染色体は1つずつ2つになります。染色体が複製されると、各染色体は赤道面と呼ばれる細胞中央に集中する。このとき、顕微鏡下では紡錘体がはっきりと見える。次にセントロメアが開きますセントロメアが2つに分かれて以前一緒に接続されていた姉妹染色体が独立した染色体になり姉妹染色体から進化した染色体がそれぞれ細胞の両極に分岐しますすべての染色体が二極になると、動物細胞では細胞の真ん中にくぼみができて1つの細胞が2つの細胞に分かれ、植物細胞では真ん中に細胞板ができて1つの細胞が2つの細胞に分かれます。
細胞の有糸分裂過程は受精卵から始まり、すべての細胞の有糸分裂は概ねこれらの手順に従って完了する。有糸分裂後に得られた細胞と分裂前の細胞は、同じゲノムを含んでおり、その根本的な原因は染色体が一度複製され細胞が二分されることにある。では、同じゲノムを持つ細胞でも、なぜ形態、機能、生理学的特徴が異なるのでしょうか。これは、ゲノムが同一の細胞が徐々に異なる方向に進化していく結果であり、同じゲノムを持つ細胞が異なる種類の細胞に進化する過程を生命科学では細胞分化と呼ぶ。ヒトの神経細胞、平滑筋細胞、膵島細胞、網状赤血球などは、細胞分化の産物である。