Клітина - відкрита біологічна система
Клітка є елементарною живою системою. На рівні клітини виявляється більшість основних властивостей живої матерії — обмін речовин та енергії, зростання, розвиток, роздратування, самовідтворення. Ми можемо виділити з клітини окремі її компоненти або навіть молекули і переконатися, що багато з них мають специфічні функціональні особливості. Так, наприклад, виділені актин-міозинові фібрили можуть скорочуватися у відповідь додавання АТФ; поза клітиною активно працюють багато ферментів, що беруть участь у синтезі або розпаді складних біологічних молекул; виділені рибосоми у присутності необхідних факторів можуть синтезувати білок; в даний час розроблені неклітинні системи ферментативного синтезу нуклеїнових кислот і т. д. Чи можна вважати всі ці окремо взяті внутрішньоклітинні компоненти живими? Ймовірно, ні, тому що вони мають лише певну властивість живого, а не весь комплекс таких характеристик. Тільки клітина є найменшою одиницею, що має всі, разом узяті, властивості, що відповідають визначенню «живе».
Клітина є відкритою системою, оскільки її існування можливе лише за умов постійного обміну речовиною та енергією з довкіллям.
Клітина - не тільки одиниця будови, а й одиниця функціонування. Усі її системи взаємопов'язані та функціонують як єдине ціле.
Гетеротрофні клітини доручають вуглеводи ззовні, а автотрофні клітини самі створюють їх шляхом фотосинтезу (з СО2 та H2O, які надходять із навколишнього середовища) або хемосинтезу. Більшість вуглеводів розщеплюється з метою вивільнення енергії. Одержувана енергія зв'язується у формі АТФ. Енергію АТФ клітина використовує різні життєві процеси — синтез, виділення речовин, рух тощо. буд. Глюкоза та інші вуглеводивикористовуються також для біосинтезу полісахаридів, які у формі гліколіпідів та глікопротеїнів включаються до глікоколіксу (у тварин), у формі геміцелюлози та пектинових речовин – у клітинну стінку рослин, у формі хітину – у клітинну стінку грибів. Целюлоза оболонок рослинних клітин синтезується на плазмалемі або в клітинній стінці. Автотрофні зелені клітини передають більшу частину вуглеводів, що синтезуються ними, незеленим гетеротрофним клітинам, в основному, у вигляді сахарози.
Рослинні клітини самі синтезують більшу частину амінокислот, що входять до складу білків. Синтез деяких амінокислот може здійснюватися ними в хлоропластах, мітохондріях і цитоплазмі. Тварини клітини синтезують самі лише деякі амінокислоти (замінні), частина амінокислот (незамінні) тваринні клітини одержують із навколишнього середовища; для цього вони поглинають білки, переважно, шляхом ендоцитозу і розщеплюють їх потім за допомогою ферментів лізосом до амінокислот.
Білки, зокрема і ферменти, синтезуються на рибосомах з участю иРНК і тРНК. Цей синтез йде головним чином у цитоплазмі, а також у хлоропластах та мітохондріях. З цитоплазми білки переходять у клітинне ядро (гістонові та негістонові білки хромосом, білки субодиниць рибосом та ін), в мітохондрії та хлоропласти.
На рибосомах, пов'язаних з ЕР, синтезуються резервні та експортні білки, які за участю комплексу Гольджі шляхом екзоцитозу залишають клітину.
Всі ці та інші процеси здійснюються шляхом реалізації генетичної інформації, яка зосереджена в молекулах ДНК ядра, пластид та мітохондрій. У названих органелл відбувається реплікація ДНК - необхідна передумова їх ідентичного поділу і клітини в цілому, а також транскрипція, що забезпечує поява різних видів РНК. На рибосомахза участю всіх типів РНК здійснюється трансляція – кінцевий етап реалізації генетичної інформації чи синтез білків. За допомогою білків регулюються синтез та розщеплення речовин у клітині, синтез АТФ, клітинне зростання, підготовка та здійснення поділу клітини та інші процеси.
Таким чином, клітина є відкритою біологічною системою, найменшою одиницею життя — одиницею будови, функціонування, розмноження організмів та їхнього взаємозв'язку з навколишнім середовищем.