Organizmy żywe zbudowane są z komórek. Komórka to podstawowa jednostka strukturalna organizmu.
Komórki budują tkanki.
Tkanka to zespół komórek wyspecjalizowanych w pełnieniu określonej funkcji.
Tkanki budują narządy, a narządu układy. Układy narządów składają się na organizm. Wśród organizmów żywych występują takie, dla których komórka stanowi cały organizm (organizmy jednokomórkowe), inne z kolei są zbudowane z wielu komórek ( organizmy wielokomórkowe ).  

  Komórki można podzielić ze względu na stopień złożoności budowy. Wyróżnia się komórki prokariotyczne i eukariotyczne. Komórki prokariotyczne są charakterystyczne dla komórek jednokomórkowych, z reguły niewielkich rozmiarów i prostej budowy. Komórki prokariotyczne nie posiadają jądra komórkowego.

Funkcje jądra komórkowego pełni nukleoid (genofor).
Informacja genetyczna komórki nie jest oddzielona od reszty cytoplazmy żadną błoną. Komórki eukariotyczne to komórki pierwotniaków, glonów, grzybów, roślin i zwierząt. Charakteryzują się znacznie skomplikowaną budową, posiadają jądro komórkowe.
Materiał genetyczny oddzielony jest od reszty komórki podwójną osłonką jądrową.
Komórka eukariotyczna - roślinna  
  Komórka eukariotyczna - zwierzęca  
  Komórka prokariotyczna - bakteryjna
   Zarówno komórki prokariotyczne jak i eukariotyczne posiadają błonę komórkową. Jest to struktura uniwersalna, występuje w każdej komórce i pełni niezwykle istotne funkcje.

   Błona komórkowa

   Błona komórkowa to struktura, która oddziela zawartość komórki od środowiska zewnętrznego. Ma ona charakter półprzepuszczalny, a co za tym idzie, jest zdolna do wymiany informacji ze środowiskiem zewnętrznym. Wszystkie błony komórkowe zbudowane są z trzech podstawowych składników organicznych: lipidów i białek. Jeśli chodzi o lipidy to błonę budują fosfolipidy, glikolipidy i triacyloglicerole. W skład błony komórkowej wchodzi również pewna ilość węglowodanów.

Struktura błony komórkowej  

  Struktura błony komórkowej
   Błona komórkowa utworzona jest z dwuwarstwy lipidowej, w której zanurzone są białka. Posiada dwie warstwy – zewnętrzną i wewnętrzną, zbudowane z fosfolipidów i glikolipidów. Cząsteczki fosfolipidów mają specyficzną właściwość.

Posiadają w swej budowie część rozpuszczalną w wodzie – hydrofilową główkę i część nierozpuszczalną w wodzie – hydrofobowe ogonki.
Ta właściwość jest warunkiem ich przestrzennego ułożenia, a mianowicie częścią polarną, a więc główkami hydrofilowymi, ustawiają się w kierunku środowiska uwodnionego, a więc na zewnątrz komórki, natomiast w przeciwnym kierunku, do wnętrza komórki, ustawia się część hydrofobowa.
Błona komórkowa stoi zawsze na granicy pomiędzy środowiskami o wysokim stopniu uwodnienia. Sama błona nie jest silnie uwodniona, poziom wody sięga 20%. W skład błony komórkowej wchodzą również węglowodany, które na powierzchni jej zewnętrznej warstwy tworzą pokład – glikokaliks.    Białka to drugi podstawowy składnik błon biologicznych. Wyróżniamy białka powierzchniowe i integralne.
Białka powierzchniowe są luźno związane z powierzchnią błony komórkowej po wewnętrznej lub zewnętrznej stronie. Łączą się elektrostatycznie z główkami hydrofilowymi fosfolipidów. Białka integralne są ściśle i na trwałe związane z błoną komórkową.
Wnikają w błonę komórkową, mogą wystawać tylko po jednej stronie błony, bądź zupełnie ją przenikać.
Białka błonowe pełnią istotne funkcje w komórce. Tworzą kanały jonowe i przenośniki błonowe.
Są to białka błonowe odpowiedzialne za transport jonów, wody i rozpuszczonych w wodzie substancji.
Kanały jonowe to „otwory”, którymi jony i związki nisko cząsteczkowe przedostają się z jednej strony błony na drugą. Przenośniki błonowe to struktury, które wiążą się z transportowaną substancją po jednej stronie błony, po czym tworzą z nią nietrwały kompleks, a następnie, obracając się w dwu warstwie lipidowej, przenoszą substancję na drugą stronę błony.

   Błona komórkowa jest trwałą, ale niezwykle dynamiczną strukturą. Fosfolipidy, które ją budują, mogą nieustannie obracać się wokół własnej osi, przemieszczać się w obrębie jednej warstwy, bądź do warstwy sąsiedniej. Białka wbudowane w błonę również znajdują się w ciągłym ruchu, zmieniając położenie pomiędzy fosfolipidami. Błona komórkowa jest również ciągle przebudowywana. Fragmenty błon biologicznych odrywając się w jednym miejscu, tworzą pęcherzyki, by zostać wbudowanym w innym miejscu błony. Błona komórkowa ma zatem postać płynnej mozaiki.  

  Błona pełni funkcje bariery, która oddziela wnętrze komórki od środowiska otaczającego.
Błony wewnątrzkomórkowe mają zdolność kompartmentacji czyli przedziałowości, a więc tworzą przedziały komórkowe, dzięki czemu mogą zachodzić jednocześnie różne procesy biochemiczne na terenie komórki. Jest ona półprzepuszczalna, wybiórczo transportuje różne związki chemiczne do lub z komórki. Błona pełni niezwykle ważną funkcję w transporcie substancji w komórce. Dzięki swojej selektywności bierze udział w transporcie biernym i aktywnym, tym samym zapewnia przemieszczanie różnych substancji, dzięki czemu utrzymywana jest różnica stężeń po obu stronach błony. Umożliwia również przekazywanie sygnałów pomiędzy środowiskiem wewnętrznym i zewnętrznym komórki.

Zatem jest niezwykle ważnym elementem w komunikacji międzykomórkowej.   

Transport substancji w komórce
   Każda komórka żywa wymaga stałego dopływu różnych substancji ze środowiska zewnętrznego. Są one potrzebne komórce do zaspokojenia jej potrzeb. Jednocześnie komórka sama wytwarza substancje ważne w procesach życiowych oraz te będące produktami zbędnymi bądź toksycznymi. Komórka zachowuje przy tym stały skład chemiczny swego wnętrza. Wszystkie te związki przemieszczają się przez błonę komórkową i ulegają transportowi.  

  Transport substancji przez błonę jest uzależniony od wielu czynników. Te czynniki to stopień rozpuszczalności danego związku w tłuszczach, wielkość cząsteczek transportowanych oraz ładunek elektryczny, jakim są obdarzone. Transport ten zachodzi przy udziale specjalnych pęcherzyków, które odrywają się od błony komórkowej.

   Znane są dwa mechanizmy transportu przez błonę, które zapewniają przenikanie substancji. Są to: transport bierny, który zachodzi zgodnie z gradientem stężeń i nie wymaga dostarczenia energii, oraz transport aktywny zachodzący wbrew gradientowi stężeń i wymaga
dostarczenia energii.  

      Transport bierny w komórce   

Transport bierny zachodzi zgodnie z różnicą (gradientem) stężeń, dlatego nie wymaga wydatków energetycznych. Do mechanizmów transportu biernego zaliczamy dyfuzję prostą, osmozę i tzw. dyfuzję ułatwioną.   

Dyfuzja prosta
   Dyfuzja prosta jest procesem, który polega na samorzutnym transporcie cząsteczek mającym na celu wyrównanie stężeń. W obrębie komórki dyfuzja prosta prowadzi do wyrównania stężeń po obu stronach błony biologicznej.
W mechanizmie tym przemieszczane są przez błonę substancje o niewielkich wymiarach cząstek i ładunku obojętnym (np. gazy – CO2,O2 ), a także substancje rozpuszczalne w tłuszczach np. kwasy tłuszczowe, etanol i hormony sterydowe.
Zgodnie z mechanizmem dyfuzji cząsteczki substancji rozpuszczonej (jeżeli błona komórkowa jest dla niej przepuszczalna) przemieszczają się do roztworu o mniejszym stężeniu (roztwór hipotoniczny).

   Osmoza
   Osmoza jest odmianą dyfuzji, w której przez błonę półprzepuszczalną przenika rozpuszczalnik, aby wyrównać stężenia po obu stronach błony biologicznej.

W mechanizmie osmotycznym jest transportowana woda. Woda przenika z roztworu o mniejszym stężeniu (hipotoniczny) do roztworu o wyższym stężeniu (hipertoniczny).
Jeżeli umieści się komórkę w środowisku o wyższym stężeniu, a więc w roztworze hipertonicznym, nastąpi wypływ wody z komórki na zewnątrz.
W wyniku tego komórka traci jędrność (turgor).
Takie zjawisko obserwuje się w komórkach roślinnych.
Po umieszczeniu komórki roślinnej w roztworze hipertonicznym (np. NaCl), dojdzie do wycieku wody z komórki, a co za tym idzie kurczenie się wakuoli i odstawanie protoplastu od ściany komórkowej.
Zjawisko to nosi nazwę plazmoliza. Jest to proces odwracalny, gdyż po umieszczeniu komórki w roztworze hipotonicznym woda napłynie z powrotem do komórki i wróci do stanu prawidłowego uwodnienia. To zjawisko to deplazmoliza.
Jeżeli komórka będzie przechowywana w roztworze hipertonicznym dłuższy czas może dojść do pęknięcia błony komórkowej i rozerwania komórki. Mechanizm przebiegu osmozy...  

      Dyfuzja ułatwiona
   Dyfuzja ułatwiona zachodzi przy udziale białek pomocniczych, które uczestniczą w transporcie jonów i substancji o większych masach cząsteczkowych, nadal zgodnie z gradientem stężeń. Białka pomocnicze odgrywają rolę przenośników błonowych lub kanałów jonowych. Przenośniki błonowe posiadają w swej strukturze specjalne miejsce, do którego łączy się określona substancja (np. glukoza). Związanie substancji transportowanej do przenośnika powoduje chwilową zmianę jego konformacji przestrzennej, obrócenie i przeniesienie owej substancji na drugą stronę błony komórkowej.

   Białka, które pełnią funkcje kanałów jonowych odpowiadają za transport takich jonów jak Na+, K+, Cl-, Ca2+.

Mamy zatem kanały sodowe, potasowe, chlorkowe i wapniowe. Transport ten jest sprawny i szybki, odbywa się zgodnie z różnicą stężeń, a także potencjałem błony komórkowej. Potencjał błonowy jest spowodowany nierównomiernym rozmieszczeniem jonów po obu stronach błony.

Po zmianie potencjału błonowego kanały jonowe otwierają się. Zmiana potencjału zachodzi pod wpływem różnych sygnałów np. na skutek pobudzenia błony komórki nerwowej otwierają się kanały sodowe albo też po przyłączeniu neuroprzekaźnika w synapsie nerwowej otwierają się kanały wapniowe.

   Transport czynny  
  Rodzaje i mechanizmy transportu przez błonę

Transport aktywny zachodzi wbrew gradientowi stężeń.
Biorą w nim udział tzw. pompy jonowe. Pompy to struktury tworzone przez kompleksy białkowe. Przenoszą substancje (jony, glukoza, aminokwasy) dzięki energii pochodzącej z hydrolizy ATP (patrz: Dział I – Skład chemiczny organizmów – Trifosforany nukleozydów). Do takich pomp należy pompa sodowo-potasowa. Jest to enzym, który uczestniczy w aktywnym transporcie jonów potasu i sodu. Utrzymuje równomierne stężenie jonów Na+ i K+ po obu stronach błony komórkowej.

Jej działanie jest napędzane energią pochodzącą z hydrolitycznego rozkładu ATP. Na zewnątrz komórki przenikają trzy jony sodu, a do wnętrza dwa jony sodu.

W komórkach nerwowych pompa sodowo-potasowa jest niezbędna w utrzymaniu potencjału spoczynkowego błony neuronu.
Wyróżnia się 3 rodzaje transportu aktywnego. Są to uniport, symport i antyport.

Uniport to transport jednej cząsteczki, symport polega na transporcie dwóch cząsteczek w tym samym kierunku, natomiast antyport to transport dwóch cząsteczek w przeciwnych kierunkach. Przykładem antyportu jest właśnie pompa sodowo-potasowa.

Innym przykładem pompy jest pompa protonowa.

Jest to białko integralne, dzięki któremu zachodzi transport jonów wodorowych H+ przez błony biologiczne.