Στη βιολογία, η επιγένεση αναφέρεται στην έννοια ότι οι οργανισμοί αναπτύσσονται από κύτταρα. Οι οργανισμοί κατασκευάζονται από σπόρια και αυγά που διαιρούνται με πολλούς τρόπους. Η επιγένεση παράγει μια αλυσίδα γεγονότων που οδηγεί στην ανάπτυξη ολόκληρου του φυτού ή του ζώου. Κάθε οργανισμός έχει μια μοναδική διαδικασία επιγένεσης αλλά υπάρχουν κοινά βήματα που πρέπει να υποστούν όλοι οι οργανισμοί.
Τα γονίδια είναι κομμάτια πληροφοριών που χρησιμοποιούνται από το κύτταρο για τον έλεγχο των μικρών κυτταρικών αλλαγών. Τα κύτταρα χρησιμοποιούν πολλά γονίδια όλη την ώρα και μερικά γονίδια μόνο ένα μικρό χρονικό διάστημα, αυτό ονομάζεται έκφραση γονιδίων. Η επιγένεση χρησιμοποιεί γονιδιακή έκφραση ως την κύρια κινητήρια δύναμη πίσω από τη διαφοροποίηση των κυττάρων ή τις κυτταρικές αλλαγές. Από τα πρώτα κύτταρα ενός οργανισμού, η διαίρεση προκαλεί κυτταρική διαφοροποίηση και έκφραση γονιδίων, η οποία προκαλεί το σχηματισμό διαφορετικών τύπων κυττάρων.
Ειδικά κύτταρα, που ονομάζονται βλαστοκύτταρα, μπορούν να μεταβληθούν σε διαφορετικούς τύπους κυττάρων ανάλογα με το περιβάλλον στο οποίο βρίσκεται το κύτταρο. Η επιγένεση ξεκινά από βλαστοκύτταρα που προέρχονται από το γονιμοποιημένο ωάριο ή το σπόρο. Αυτές οι πρώτες κυτταρικές διαιρέσεις παράγουν βλαστοκύτταρα που θα χρησιμοποιήσουν την επιγένεση για να μεταμορφωθούν σε δισεκατομμύρια συγκεκριμένους τύπους κυττάρων.
Η επιγένεση δεν είναι απλώς μια λίστα κατευθύνσεων για το γενετικό πρόγραμμα με το οποίο πρέπει να χτιστεί ένας οργανισμός. Ολόκληρο το κύτταρο παίζει ρόλο στη γονιδιακή έκφραση με τη χρήση ειδικών μεθόδων. Η μεθυλίωση, η προσθήκη μορίων μεθανίου στα γονίδια, χρησιμοποιείται συνήθως για την καταστολή ή την απενεργοποίηση ενός γονιδίου. Το περιβάλλον παίζει επίσης βασικό ρόλο στον προσδιορισμό της γονιδιακής έκφρασης επειδή ορισμένα χαρακτηριστικά εκφράζονται μόνο υπό ορισμένες συνθήκες. Για παράδειγμα, η άσκηση παράγει περισσότερα μυϊκά κύτταρα, επειδή ο τρόπος ζωής της προπόνησης επηρεάζει την έκφραση των γονιδίων.
Ο αρχαίος φιλόσοφος Αριστοτέλης ήταν ο πρώτος που τεκμηρίωσε τη διαδικασία της επιγένεσης. Ανέπτυξε την ιδέα μελετώντας φυτά και ζώα, παρόλο που δεν είχε πρόσβαση σε σύγχρονα εργαλεία. Στην εποχή του, οι περισσότεροι άνθρωποι πίστευαν ότι ο θεός έφτιαχνε τα πάντα. Ο Αριστοτέλης πολέμησε αυτήν την άποψη και ανέπτυξε ένα εκπληκτικά ακριβές μοντέλο για τη διαδικασία ανάπτυξης. Καταλάβαινε ξεκάθαρα ότι ορισμένοι περιβαλλοντικοί παράγοντες θα επηρέαζαν τη διαδικασία ανάπτυξης.
Η σύγχρονη βιολογία έχει μια καλή κατανόηση του πώς αναπτύσσονται οι οργανισμοί από τη σύλληψη. Η διαδικασία της γονιδιακής έκφρασης και το πώς προκαλεί αλλαγές έχει τεκμηριωθεί και μελετηθεί σε μοριακό επίπεδο. Το 1939, ο Conrad Waddington όρισε την επιγένεση ως την εξέλιξη του γενετικού προγράμματος και αυτό οδήγησε σε πολλές ανακαλύψεις. Το πιο εντυπωσιακό είναι ότι η διαδικασία που ξετυλίγεται σχετίζεται πλέον με πολλές μορφές καρκίνου στους ανθρώπους.