Organelle komórki
Jądro komórek eukariotycznych otoczone jest osłonką, składającą się z dwóch błon - wewnętrznej błony jądrowej i zewnętrznej błony jądrowej - rozdzielonych przestrzenią perynuklearną. Zewnętrzna błona jądrowa pozostaje w ciągłości z szorstkim retikulum endoplazmatycznym, a przestrzeń perynuklearna w ciągłości ze światłem ER. Blaszka jądrowa, zbudowana z białek włókienek pośrednich o nazwie laminy, wiąże wewnętrzną błonę jądrową z chromatyną. Wszystkie białka zawarte w jądrze komórkowym syntetyzowane są w cytozolu przez wolne rybosomy. Jak polimerazy DNA, polimerazy RNA, histony i inne białka jądrowe przechodzą przez osłonkę jądrową? Ta selektywna bariera zawiera otwory o nazwie pory jądrowe. Małe białka o masie 15 kDa, np. histony, wchodzą z łatwością, ale duże białka ( > 90 kDa) nie mogą przejść przez osłonkę jądrową, jeśli nie zawierają specyficznych sygnałów. Sygnały takie mogą również przyspieszać wejście małych białek.
Retikulum endoplazmatyczne jest rozbudowanym systemem błon zawartym w cytoplazmie, które łączą się z otoczką jądrową. W większości komórek można obserwować dwie formy retikulum: gładkie i szorstkie. Gładkie retikulum endoplazmatyczne zawiera wiele enzymów wbudowanych w błony, w tym enzymy uczestruczące w biosyntezie niektórych lipidów oraz w detoksyfikacji, polegającej na utleniaruu i rozkładzie obcych związków (ksenobiotyków), takich jak niektóre antybiotyki i leki. Szorstkie retikulum endoplazmatyczne (RER) nosi taką nazwę ze względu na obecność na jego powierzchni wielu rybosomów. Rybosomy te syntetyzują białka przeznaczone do wydzielania, takie jak białka plazmy lub zawarte w mleku, oraz takie, które są kierowane do błony komórkowej lub do niektórych organelli. Z wyjątkiem kierowanych od razu do błon RER, białka te są przenoszone do wewnętrznych przestrzeni (światła) RER, gdzie ulegają modyfikacjom, najczęściej glikozylacji. Lipidy i białka syntetyzowane na RER są następnie transportowane w specjalnych pęcherzykach transportujących do aparatu Golgiego w których zachodzą dalsze modyffikacje białek.
Mitochondria są owalnymi organellami o typowej długości około 2 mm i średnicy 0,5 mm. Mitochondria zawierają zespoly oddechowe, enzymy cyklu kwasu cytrynowego i enzymy warunkujgce utlenianie kwasów tluszczowych. Posiadają one dwa systemy błon: błonę zewnętrzną - zajmującą znacznie większą powierzchnię, i silnie pofałdowaną - blonę wewnętrzną. Fałdy błony wewnętrznej tworzą szereg skierowanych do matriks grzebieni mitochondrialnych. W mitochondriach istnieją zatem dwa przedziały: przestrzeń międzybłonowa, zawarta między błoną wewnętrzną i zewnętrzną, oraz matriks mitochondrialna, otoczona błoną wewnętrzną. Fosforylacja oksydacyjna umiejscowiona jest w wewnętrznej błonie mitochondrialnej, natomiast większość reakcji cyklu kwasu cytrynowego i utleniania kwasów tłuszczowych zachodzi w matriks. Błona zewnętrzna jest łatwo przepuszczalna dla większości małych cząsteczek i jonów, ponieważ znajdują się w niej liczne kopie porny, białka transbłonowego tworzącego kanał o dużym porze. Natomiast błona wewnętrzna jest nieprzepuszczalna prawie dla wszystkich jonów i cząsteczek polarnych. Takie metabolity, jak ATP czy cytrynian, przenoszone są przez mitochondrialną błonę wewnętrzną z udziałem dużej rodziny nośników. Dwie strony błony określa się jako stronę matriksową i stronę cytoplazmatyczną (ze względu na swobodny dostęp, jaki ma do niej większość małych cząsteczek znajdujących się w cytoplazmie). Są one również nazywane stroną N i stroną P, ponieważ potencjał błonowy jest ujemny po stronie matriks, a dodatni po stronie cytoplazmatycznej.
Aparat Golgiego jest rodzajem stosu spłaszczonych cystern błonowych i pełni dwie zasadnicze funkcje. Po pierwsze, w aparacie Golgiego cukrowcowe reszty glikoprotein ulegają modyfikacjom. W przypadku cukrowców połączonych z białkiem wiązaniem O - glikozydowym polegają one na odłączeniu jednych cukrów i przyłączaniu innych, a w przypadku grup oligosacharydowych połączonych z białkiem wiązaniem N - glikozydowym następuje przebudowa tych grup. Po drugie, aparat Golgiego jest głównym ośrodkiem sortującym białka w komórce. Stąd białka zgodnie z sygnałami zakodowanymi w ich trójwymiarowej strukturze kierowane są do lizosomów, ziarnistości wydzielniczych lub do błony komórkowej. Transport białek między ER i aparatem Golgiego oraz między tym ostatnim a dalszym miejscem przeznaczenia zachodzi za pośrednictwem małych, otoczonych błoną przedziałów (ok. 50-100 nm średnicy), zwanych pęcherzykami trausportującymi. Aparat Golgiego w typowej komórce ssaków składa się z trzech do czterech cystern błonowych. Ułożenie przestrzenne cystern aparatu Golgiego jest asymetryczne. Funkcjonalnie aparat Golgiego zróżnicowany jest na trzy przedziały (strefy):
1. Bliższy, cis, który jest biegunem przyjmującym, położonym najbliżej ER,
2. Przedziały środkowe (strefa środkowa),
3. Przedział dalszy, trans, który eksportuje białka do rozmaitych ostatecznych miejsc przeznaczenia.
Przedziały te zawierają różne enzymy i pełnią określone funkcje. Odmienne pęcherzyki przenoszą białka.
Lizosomy są małymi, otoczonymi pojedyńczą błoną organellami, które "pączkują" z aparatu Golgiego. Zawierają one szereg enzymów trawiennych rozkładających białka, kwasy nukleinowe, lipidy i węglowodany. Działają jako centra umożliwiające ponowne wykożystanie składników makrocząsteczek pobranych przez komórkę z otoczenia lub z uszkodzonych organelli
Peroksysomy są małymi przedziałami otoczonymi pojedynczą błoną, obecnymi w komórkach większości organizmów eukariotycznych. Organelle te zawierają oksydazy, które wytwarzają H202, oraz katalazy, które rozkładają H202 do wody i O2. Katalizują one pierwsze dwa etapy syntezy plazmalogenów (fosfolipidów eterowych). U ludzi b - oksydacja kwasów tłuszczowych dłuższych niż C18 zachodzi głównie w peroksysomach, a nie w mitochondriach. Także sole kwasów żółciowych syntetyzowane są w peroksysomach. Peroksysomy i glioksysomy pozbawione są DNA. Rozpuszczalne białka znajdujące się w ich matriks importowane są z cytozolu. Sygnałem kierującym dla wielu peroksysomowych białek matriksowych jest po prostu krańcowy tripeptyd przy końcu C, o sekwencji Ser - Lys - Leu (zwanej sekwencją SKL). Mutacja w obrębie sekwencji SKL cytozolowego prekursora białkowego blokuje jego import do peroksysomów.