Наиболее очевидным изменением, которое претерпевают трансплантированные ядра у амфибий, является увеличение объема и дисперсия хроматина. В ядрах эмбриональных клеток это происходит быстрее, чем в ядрах дифференцированных илц взрослых клеток. Во всех отношениях эти трансплантированные ядра в конце концов принимают состояние ядер, присутствующих в яйцеклетках или ооцитах в норме. После трансплантации ядра наступают также изменения в синтезе нуклеиновых кислот. В ядрах неделящихся клеток, таких как клетки мозга взрослых животных, яйцеклетки быстро индуцируют синтез ДНК. Эмбрионы-трансплантаты, полученные в результате пересадок одиночных ядер в яйцеклетки, синтезируют рибосомную РНК и тРНК в такой же степени, что и эндогенные ядра эмбрионов, выращенных из оплодотворенных яиц. Картина транскрипции генов изменяется от характерной для донорских клеток к свойственной ранним эмбрионам; например, вся генная транскрипция выключается во время дробления эмбрионов-трансплантатов и затем реактивируется у выживших трансплантатов в соответствии с клеточным гипом. Мышечные гены экспрессируются в мышцах эмбрионов-трансплантатов даже в том случае, если они получены от ядер кишечника (Gurdon et al., 1984).
В случае пересадок ядер в ооциты в трансплантированных ядрах имеют место обширные изменения в транскрипции без какой-либо репликации ДНК. Например, у Xenopus ядра из клеток почки подавляют гены, специфичные для почки, и активируют гены, специфичные для ооцита. Некоторые из этих заново активированных генов специфичны для эмбриона, как и в случае ядер тимуса мыши, которые экспрессируют маркерный для стволовых клеток ген Oct-4, но подавляют активность специфичного для тимуса гена Thy-1 (Byrne et al., 2003). В заключение можно сказать, что у амфибий при пересадках ядер в яйцеклетки или ооциты наблюдается обширное репрограммирование транскрипции генов, так что ядра соматических клеток (и. в случае яйцеклеток, их митотическое потомство) изменяют свою транскрипцию в соответствии с транскрипцией клетки-реципиента.
С давних пор думали, что наиболее вероятное объяснение возрастающей доли связанных с развитием аномалий, наблюдаемой в экспериментах с пересадкой ядер у амфибий, связано с неполной репликацией ДНК. При нормальном развитии Xenopus пронуклеусы яйцеклетки и спермия начинают удвоение хромосом спустя 20 минут после оплодотворения, и оно завершается 20 минутами позже. В противоположность этому ядрам делящихся клеток в культуре требуется около 6 часов для завершения одного раунда репликации ДНК. Неудивительно поэтому, что часто можно наблюдать продолжение синтеза ДНК пересаженными ядрами соматических клеток гораздо дольше 40 минут после инъекции ядра — вплоть до начала конденсации хромосом для первого митоза. В результате репликция хромосом может быть неполной, и неполностью реплицированные хромосомы разрываются на части, когда трансплантированные ядра вынуждены вступать в свой первый митоз. Фрагменты разорванных хромосом наблюдали в эмбрионах, полученных в результате пересадки ядер (Di Berardino and Hoffner, 1970), и эта несовместимость между скоростью репликации ДНК и клеточного деления в зиготе по сравнению с соматическими ядрами, приводящая к анеуплоидии, по-видимому, скорее всего объясняет многие аномалии развития эмбрионов, полученных путем пересадки ядер, и в особенности высокую долю яйцеклеток, вообще неспособных пройти регулярное дробление; эти последние могут составить до 75 % всех яиц, получивших ядра от неделящихся дифференцированных клеток. Было отмечено, что серийные пересадки ядер из частично дробящихся эмбрионов, полученных в результате первой пересадки, часто дают нормальное развитие головастиков (см. выше). Это хорошо объясняется тем, что инкубация ядер соматических клеток в экстракте из яйцеклеток, находящихся в фазе митоза, значительно увеличивает число сайтов начала репликации ДНК, тем самым давая таким ядрам возможность завершить репликацию хромосом быстрее, чем это могут ядра из таких терминально дифференцированных клеток, как эритроциты (Lemaitre et al., 2005).