Komórka jest najmniejszą jednostką każdego żywego organizmu. Pojedyncza komórka może stanowić całe ciało organizmu. Dlatego jest ona zdolna do przeprowadzania wszystkich niezbędnych procesów życiowych, takich jak : rozmnażanie, oddychanie, trawienie, wydalanie, itp. Organizmy żywe mogą być zbudowane z ogromnej ilości komórek, gdzie uzyskują one wyspecjalizowane funkcje. Różne funkcje komórek budujących złożony organizm wiążą się często ze zmianami w ich budowie morfologicznej a także zróżnicowaną ekspresją materiału genetycznego. Komórki mają zdolność do specjalizacji poprzez dostosowywanie się do zmiennych warunków środowiska. Dzięki dostosowywaniu się do tych warunków komórka ma szansę żyć i sprawnie funkcjonować w tym środowisku. Mimo pewnych różnić morfologicznych oraz różnic w funkcjonowaniu, komórki posiadają stały plan budowy .

Składniki komórkowe i ich funkcja.

Błona komórkowa.

Jest to struktura , która oddziela wewnętrzne środowisko komórki od środowiska zewnętrznego. Stanowi ona barierę mechaniczną komórki jak również nadaje jej specyficzny kształt.

Błona komórkowa zbudowane jest przede wszystkim z lipidów i białek. Do najważniejszych lipidów błonowych należą fosfolipidy, które tworzą dwuwarstwę, zbudowaną w ten sposób, że hydrofobowe odcinki tych związków skierowane są do jej wnętrza, natomiast odcinki hydrofilowe na zewnątrz błony. Inne lipidy budujące błonę komórkową to : sfingolipidy, glikolipidy oraz cerebrozydy. Strukturę błon komórkowych określa się jako "płynną mozaikę", ponieważ elementy ją budujące są dość labilne i mogą przemieszczać się w jej obrębie. Taką właściwość mają m.in. białka błonowe, które mogą być zakotwiczone w błonie komórkowej w ten sposób, że przechodzą one przez dwie warstwy lipidowe- są to tzw. białka transbłonowe oraz białka powierzchniowe. W komórkach zwierzęcych do zewnętrznej warstwy białek powierzchniowych przyłączone są łańcuchy węglowodanowe, tworząc tzw. glikokaliks. Glikokaliks stanowi "identyfikator " danej komórki, dzięki czemu nie ulega ona strawieniu przez własne enzymy oraz jest rozpoznawalna przez układ immunologiczny danego organizmu jako własna a nie jako antygen. Niektóre białka błonowe tworzą specyficzne struktury- kanały i przenośniki usprawniające transport różnych substancji do i z komórki. Błony komórkowe tworzą również we wnętrzu komórek różne struktury, które uczestniczą w transporcie wewnątrzkomórkowym , przyczyniając się do reorganizacji całej masy systemu błon.

Dodatkową osłoną komórek roślinnych jest ściana komórkowa, która jest strukturą sztywną i stabilną . W skład ściany komórkowej wchodzą : celuloza, pektyny, lignina, hemicelulozy. Składnik szkieletowy , czyli podstawę konstrukcji ściany komórkowej stanowi zazwyczaj celuloza ( w większości komórek roślinnych ) , chityna ( w komórkach grzybów ) oraz mannoza lub ksyloza ( w komórkach glonów ). Do składników podłoża należą pektyny, białka oraz woda w znacznej ilości. Wraz z wiekiem rośliny pierwotna ścian komórkowa przekształca się w ścianę wtórną. Odbywa się to na drodze:

- inkrustacji ( drewnienia ), czyli odkładania się we wnętrzu ściany pokładów ligniny , krzemionki lub węglanu wapnia.

- adkrustacji- odkładania się na zewnętrznej powierzchni ściany komórkowej tłuszczy, cukrowców ( polisacharydów ) lub suberyny- korkowacenie.

Wewnętrzną przestrzeń prawie wszystkich komórek ( z wyjątkiem np. komórek ksylemu ) wypełnia cytoplazma. Cytoplazma jest koloidem, w którym zawieszone są organelle komórkowe. Głównym składnikiem cytoplazmy są białka ( strukturalne i enzymatyczne ) a także tłuszcze , cukry, niektóre jony ( P+, K+, Mg+, Na+ ), kwasy tłuszczowe oraz wiele innych związków. W komórkach obserwuje się aktywny ruch cytoplazmy. W komórkach eukariotycznych wyróżnia się trzy typy tych ruchów :

- ruch rotacyjny - ruch cytoplazmy wokół centralnej wodniczki

- ruch cyrkulacyjny - ruch wokół kilku wodniczek

- ruch pulsacyjny - ruch odbywający się w zmiennym kierunku wokół kilku wodniczek.

Cytoplazma może zmieniać swoją postać fizyczną. Może występować jako zol ( półpłynna substancja ) lub żel ( półstała substancja ). Przejście z fazy żel → zol nazywane jest peptyzacją, natomiast przejście zol → żel to koagulacja.

Cytoplazma podzielona jest na wiele kompartymentów poprzez system błon w niej występujących. Ten system błon określany jest mianem siateczki śródplazmatycznej lub retikulum endpolazmatycznym ( ER). Siateczka jest zróżnicowana na ER gładkie i ER szorstkie. ER gładkie posiada na powierzchni błon wiele niewielkich, kulistych struktur, czyli rybosomów. ER gładkie nie posiada takich struktur. W każdej komórce zachodzi wiele reakcji biochemicznych , które wymagają określonego optymalnego środowiska. Podzielenie komórki przy pomocy błon na wiele przedziałów, umożliwia przebieg różnych reakcji w jej wnętrzu. Poza tymi funkcjami szorstka siateczka śródplazmatyczna pełni istotną funkcję w biosyntezie białek. Rybosomy na niej zlokalizowane są strukturami, w których odbywa się synteza wszystkich białek organizmu. Szorstkie ER uczestniczy także w syntezie steroli i lipidów. Całe retikulum współuczestniczy w wielu procesach metabolicznych, m.in. bierze udział w detoksykacji szkodliwych związków obecnych w organizmie ( głównie w komórkach wątrobowych ). Siateczka uczestniczy także w przewodzeniu impulsów nerwowych odpowiedzialnych za skurcz filamentów miozynowych i aktynowych, występujących w mięśniach.

W cytoplazmie obecne są także mikrotubule orazmikrofilamenty, które stanowią elementy cytoszkieletu komórki. Mikrotubuleto włókienka o rurkowatym kształcie, które pełnią ważną rolę w zawiązywaniu się wrzeciona kariokinetycznego, natomiast mikrofilamenty są kurczliwymi włókienkami , które odpowiadają za ruch cytoplazmy.

W cytoplazmie występują różne organelle- wyspecjalizowane struktury o określonej funkcji, których działanie zapewnia sprawne funkcjonowanie całej komórki.

Jądro jest najważniejszym organellum komórkowym. Nadrzędna rola tego organellum wynika z faktu, iż w jądrze zawarta jest całkowita informacja genetyczna ( DNA ) dotycząca budowy wszystkich białek organizmu. Jądro stanowi centrum kontrolne wszystkich procesów życiowych. Obecność jądra jest podstawą klasyfikacji organizmów. Na podstawie tego kryterium wyróżnia się komórki eukariotyczne ( posiadające jądro ) oraz prokariotyczne

( bezjądrowe ). Różnorodność organizmów eukariotycznych jest ogromna, dlatego organizmy te zdominowały świat zwierzęcy i roślinny. Do eukariontów zalicza się zarówno proste organizmy jednokomórkowe ( np. glony ) jak i organizmy wielokomórkowe o bardzo skomplikowanej budowie ( np. ssaki ).

Wytworzenie się jądra w komórkach było następstwem ewolucji zwierząt i ciągłym zwiększaniem się złożoności ich budowy. Wraz z komplikacją budowy organizmu zwiększa się jego materiał genetyczny, który musi byś w jakiś sposób upakowany w komórce, która ma z reguły te same rozmiary co komórka organizmów prokariotycznych. Dodatkowo w organizmach eukariotycznych komórki wykazują pewną specjalizację, w związku z tym w jednej komórce ekspresji ulega tylko część materiału genetycznego, a pozostała musi być unieczynniona. Wszystko to powoduje , że materiał genetyczny eukariontów ma bardziej skomplikowaną budowę niż prokariontów. Wraz ze zmianami w budowie idą zmiany w sposobie odczytywania informacji genetycznej.

Materiał genetyczny organizmów prokariotycznych zawiera liniowo ułożone geny. W czasie translacji DNA na RNA zostaje przepisana cała informacja genetyczna. DNA prokariontów tworzy kulistą cząsteczkę , czyli chromosom bakteryjny.

Materiał genetyczny eukariontów wykazuje dość złożoną budowę. W DNA obecne są fragmenty kodujące - egzony , pooddzielane fragmentami niekodującymi, czyli intronami. Ekspresji ulega tylko gen kodujący białko, które jest w danej chwili potrzebne. U eukariontów nigdy nie dochodzi do transkrypcji całego genomu, jak ma to miejsce u prokariontów. Związane jest to z tym, że komórki prokariotyczne nie są zróżnicowane morfologicznie i fizjologicznie, w związku z tym posiadają identyczny zestaw białek.

Materiał genetyczny eukariontów jest większy , dlatego musi być on upakowany w jakiś sposób w jądrze. Kondensację DNA w jądrze ułatwiają białka histonowe, na które nawinięte są pewne fragmenty kwasu nukleinowego. Białka histonowe tworzą struktury zwane oktamerami. Fragment nici DNA nawinięty na oktamer histonowy nazywany jest nukleosomem. Nukleosomy pooddzielane są nagimi fragmentami DNA, czyli niezwiązanymi w histonami. Cała cząsteczka DNA przypomina nić z nawiniętymi koralikami. Połączone z białkami histonowymi DNA ulega silnej spiralizacji , tworząc pałeczkowatą strukturę ,czyli chromosom. Ludzki genom zawiera 46 chromosomów.

Jądro oddzielone jest od cytoplazmy błoną cytoplazmatyczną , zwaną błoną jądrową. W błonie tej występują otworki- pory, którymi następuje transport mRNA z wnętrza jądra do cytoplazmy. Błona jądrowa, od strony cytoplazmy często połączona jest z szorstkim ER.

Wnętrze jądra wypełnia płyn jądrowy- kariolimfa , będący roztworem białek , który zawiera enzymy niezbędne w procesie transkrypcji- polimerazę RNA i polimerazę DNA. W jądrze występuje jeszcze jąderko, będące miejscem syntezy rRNA. W jądrze eukariontów odbywa się pierwszy etap syntezy białka, czyli transkrypcja, w przeciwieństwie do prokariontów, u których cały proces odbywa się w cytoplazmie.

Niektóre komórki eukariotyczne nie posiadają jądra, co związane jest z ich wysoką specjalizacją ( np. rurki sitowe, erytrocyty ssaków ). Zaletą nieposiadania jądra jest obniżone tempo metabolizmu komórki ale zarazem obniżona jest ich żywotność.

Kolejnymi organellami związanymi bezpośrednio z ekspresją DNA są rybosomy. Rybosomy są strukturami, na których odbywa się synteza związków zakodowanych w DNA w postaci genów. Rybosomy mogą być duże i małe. Duże związane są z DNA jądrowym i występują na szorstkim ER, natomiast małe są typowe dla prokariontów i eukariotycznych autonomicznych organelli takich jak : plastydy i mitochondria.

Każdy rybosom zbudowany jest z dwóch podjednostek : dużej i małej. Oddzielone od siebie podjednostki są nieaktywne. W chwili połączenia się tworzą one aktywny rybosom, który ma zdolność przeprowadzania translacji. Do połączenia się podjednostek rybosomu konieczna jest obecność jonów magnezowych. Drugim czynnikiem warunkującym przebieg translacji jest tRNA, który dostarcza odpowiednich podjednostek białkowych, czyli aminokwasów.

Cząsteczka tRNA posiada trzy pętle, z których jedna zaopatrzona jest w antykodon, czyli komplet trzech nukleotydów komplementarny do odpowiedniego odcinka mRNA. Do drugiego końca tRNA dołączony jest odpowiedni aminokwas odpowiadający kodonowi na mRNA. Przyłączenie odpowiedniego tRNA do komplementarnego odcinka mRNA odbywa się za pośrednictwem rybosomu. W rybosomie są dwa miejsca przyłączania się tRNA. Po przyłączeniu się tRNA z aminokwasem o rybosomu , następuje przeniesienie aminokwasu na kolejną cząsteczkę tRNA , dzięki czemu łańcuch polipeptydowy wydłuża się. Wydłużanie, czyli elongacja łańcucha białkowego możliwa jest dzięki wiązaniom peptydowym jakie zawiązują się między poszczególnymi aminokwasami i trwa aż do momentu kiedy rybosom odczyta kodon terminalny ( UAG, UGA, UUA ) , kończący translację danego białka.

Podział komórki.

Komórki mogą dzielić się na drodze mitozy i mejozy.

W wyniku podziału mitotycznego , z komórki macierzystej powstają dwie , identyczne z nią komórki potomne. Taki typ rozmnażania prowadzi do wzrostu i rozwoju organizmu. Podziały tego typu są szybkie i wydajne, nie prowadzą jednak do zmienności genetycznej, ponieważ komórki potomne zawierają genom identyczny z genomem komórki macierzystej. Mitozie towarzyszy cykl podziałowy. Najdłuższym okresem tego cyklu jestinterfaza , czyli okres międzypodziałowy. W interfazie można wyróżnić trzy fazy :

- faza G1 - w nowopowstałej komórce następują intensywne procesy anaboliczne, które prowadzą do intensywnej syntezy fosfolipidów budujących błonę komórkową oraz białek.

- faza S - następuje w niej rozluźnienie struktury chromatyny oraz Namnażanie, czyli replikacja DNA.

- faza G2- charakteryzuje się podziałami organelli autonomicznych ( chloroplasty i plastydy ) oraz synteza białek tworzących wrzeciono kariokinetyczne.

Po okresie G2 następuje podział jądra ( kariokineza ) a następnie podział cytoplazmy

( cytokineza ).

W czasie podziału komórki można wyróżnić cztery etapy. Pierwszy z nich- profaza, charakteryzuje się intensywną kondensacją chromatyny, wynikiem czego jest powstanie chromosomów, zbudowanych z 2 chromatyd. Chromosomy układają się w płaszczyźnie równikowej komórki. W kolejnym etapie- metafazie, następuje przyłączenie się włókienek wrzeciona podziałowego do każdego przewężenia ( centromeru ) występującego między dwoma homologicznymi chromatydami. W następnym etapie- anafazie, dochodzi do przeciągnięcia ( za pomocą wrzeciona ) homologicznych chromatyd do dwóch biegunów komórki. Następnie dochodzi do cytokinezy, która rozpoczyna kolejny etap, czyli telofazę. W dalszym etapie telofazy następuje odtworzenie otoczki jądrowej wokół jąder komórek potomnych oraz despiralizacja chromosomów.

Mejoza jest podziałem, który prowadzi do zmienności wśród organizmów. Mejoza jest podziałem redukcyjnym ,ponieważ w czasie jej trwania nie dochodzi do replikacji DNA , a powstałe komórki potomne posiadają materiał genetyczny zredukowany o połowę.

Podziałowi mejotycznemu towarzyszą dwa cykle podziałowe. Mejoza nie zachodzi w komórkach somatycznych , charakterystyczna jest dla komórek płciowych.

Przebieg podziału mejotycznego.

Pierwszy podział.

Podział ten nazywany jest heterotropowym i charakteryzuje się redukcją chromosomów z poziomu 2n do n. W czasie tego podziału dochodzi także do procesu crossing-over.

a) profaza pierwszego podziału, dzieli się na następujące etapy :

- leptoten - nici chromatynowe są splątane i gładkie

- zygoten- wytworzenie na drodze koniugacji pary chromosomów homologicznych, czyli biwalentów.

- pachyten- zachodzi proces crossing-over w skondensowanych biwalentach. Procesowi temu towarzyszy powstanie chiazm.

- diploten- chromosomy homologiczne oddzielają się od siebie i połączone są jedynie chiazmami.

- diakineza - chiazmy przesuwają się na koniec biwalentów, chromosomy ulegają skręceniu.

b) metafaza pierwszego podziału- następuje pęknięcie chiazm i rozerwania biwalentów poprzez włókienka wrzeciona podziałowego.

c) anafaza pierwszego podziału - homologiczne chromosomy zostają przeciągnięte do dwóch biegunów komórki

d) telofaza pierwszego podziału - powstanie otoczki jądrowej.

Drugi podział ( homotypowy ).

a) profaza drugiego podziału- otoczka jądrowa ulega zanikowi, powstaje wrzeciono podziałowe.

b) metafaza drugiego podziału - włókienka wrzeciona podziałowego rozrywają centromery

c) anafaza drugiego podziału - wędrówka chromosomów do dwóch biegunów komórki

d) telofaza drugiego podziału- rozluźnienie struktury chromosomów , odbudowa otoczki jądrowej.

Podział mejotyczny jest istotny dla ewolucji organizmów, ponieważ w czasie crossing-over dochodzi do niezależnej segregacji chromosomów, dzięki czemu komórki potomne mają zmieniony materiał genetyczny. Zmienność między osobnikami daje szansę dostosowania się niektórych organizmów do zmienionych warunków środowiska.

Znany jest jeszcze jeden typ podziału komórkowego - amitoza. Pojawia się on rzadko, w komórkach posiadających poliploidalne jądro ( np. u orzęsków ). Amitoza polega na podziale jądra bez podziału cytoplazmy. Podział ten jest niedokładny i powoduje, że jądra potomne posiadają różną ilość materiału genetycznego.

Plastydy.

Są to struktury komórkowe, charakteryzujące się pewną autonomią. Plastydy występują jedynie w komórkach roślinnych. Struktury te otoczone są podwójną błoną komórkową ,a

w większości z nich wewnętrzna błona tworzy stosy spłaszczonych pęcherzyków zawieszonych w stromie. Najpierwotniejszą postacią plastydów są proplastydy . Z tych struktur różnicują się wszystkie typy plastydów , czyli :

- leukoplasty - magazynujące substancje zapasowe ( np. amyloplasty magazynujące skrobię, proteinoplasty , gromadzące białka ).

- chromoplasty - zawierające różnego rodzaju barwniki, które nadają odpowiednią barwę kwiatom i owocom.

- chloroplasty - zawierające barwniki fotosyntetyczne, dzięki którym mogą wykorzystywać energię słoneczną do syntezy związków organicznych. Głównymi barwnikami fotosyntetycznymi są chlorofile.

Wszystkie plastydy barwne, tj. chromoplasty i chloroplasty przekształcają się etioplasty

( bezbarwne plastydy ) pod wpływem niedoboru światła słonecznego.

Kolejną strukturą komórkową o swoistej autonomii jest mitochondrium. O autonomii mitochondrium decyduje obecność własnego DNA oraz rybosomów.

Mitochondrium jest organellum charakterystycznym dla komórek zwierzęcych. Pojawienie się tych struktur związane jest z heterotroficznym sposobem odżywania się zwierząt.

Mitochondria, podobnie jak plastydy osłonięte są dwoma błonami cytoplazmatycznymi. Błona wewnętrzna tworzy w mitochondrium pętle , które nazywane są grzebieniami. Przestrzeń wewnętrzna mitochondrium, otaczająca grzebienie określana jest jako macierz, czyli matrix. W błonie tworzącej grzebienie umieszczone są enzymy niezbędne w procesie fosforylacji oksydacyjnej. Natomiast w macierzy mitochondrialnej zanurzone są enzymy cyklu Krebsa oraz beta- oksydacji. Mitochondria pełnią rolę centrum energetycznego, ponieważ w nim zachodzą procesy oddychania tlenowego, które są źródłem energii skumulowanej z cząsteczkach wysokoenergetycznych - ATP. Komórki , które wykazują duże zapotrzebowanie na tlen, posiadają dużą ilość mitochondriów ( np. komórki mięśni ).

Aparat Golgiego.

Strukturę tą stanowi system błon cytoplazmatycznych . Błony te tworzą cysterny i pęcherzyki, które spłaszczone ułożone są jedne na drugich. Brzegi tych pęcherzyków są wypukłe i są miejscem odrywania się małych pęcherzyków , które pełnią ważną rolę w transporcie wewnątrzkomórkowym. System błon aparatu Golgiego jest związany z siateczką śródplazmatyczną. Wspólnie z nią uczestniczy on w syntezie, obróbce i transporcie różnych substancji, a przede wszystkim białek. Aparat Golgiego jest też miejscem wbudowywania reszt cukrowych do białek , w wyniku czego powstają glikoproteiny. Pęcherzyki oddzielające się od aparatu uczestniczą także z egzocytozie.

W aparacie Golgiego wytwarzane są struktury takie jak mikrociałka i lizosomy.

Lizosomy są niewielkimi pęcherzykami zawierającymi w swoim wnętrzu roztwór enzymów hydrolitycznych. Stanowią one struktury trawienne komórki. Dzięki specjalnym receptorom na swojej błonie rozpoznają one substancje , które mają ulec strawieniu. W lizosomach odbywa się trawienie różnych zbędnych związków chemicznych jak również uszkodzonych struktur komórkowych i ciał obcych. Lizosomy współpracują z fagosomami , które pobierają cząstki do strawienia ze środowiska pozakomórkowego. Lizosomy uczestniczą także w procesie fotooddychania.

Mikrociałka to także niewielkie kuliste struktury zawierające enzymy. Jednak funkcją tych struktur nie jest trawienie różnych związków , lecz unieczynnianie lub rozkład substancji szkodliwych i toksycznych w komórkach. Do głównych mikrociałek należą glioksysomy i peroksysomy. Najważniejszym enzymem peryoksysomów jest peroksydaza, która rozkłada szkodliwy nadtlenek wodoru, który jest produktem ubocznym procesów oksydacyjnych. Poza tym, peroksysomy posiadają enzymy należące do grupy oksydaz D i L - aminokwasowych. Wydaje się , że obecność enzymów L- aminokwasowych jest pozostałością po ewolucyjnych przodkach , ponieważ współcześnie żyjące organizmy zawierają jedynie D- aminokwasy. Być może , organizmy, z których wyewoluowały współczesne gatunki posiadały zarówno formy D jak i L aminokwasów.

Kolejną strukturą , występującą w komórkach eukariontów jest wakuola. Wakuole występują zarówno w komórkach zwierzęcych jak i roślinnych , z tym że w tych pierwszych są one mniejsze i dość liczne, natomiast w drugich występuje z reguły jedna duża. Wakuolę otacza błona komórkowa zwana tonoplastem. Wewnątrz wakuoli znajduje się płyn- wodny roztwór związków nieorganicznych ( np. jonów ) a także organicznych ( białek, aminokwasów, kwasów organicznych ). Wakuola jest miejscem gromadzenia się niektórych metabolitów

np. garbników, glikozydów, alkaloidów a także związków wytrącających się z roztworu

( np. szczawian wapnia ). Czasami, wakuola po całkowitym wypełnieniu się białkiem, przekształca się w ziarno aleuronowe. Funkcje wakuoli są różne i związane są z rodzajem substancji, jakie są obecne w płynie wakuolarnym. Jeżeli wakuola gromadzi tylko wodę, to służy ona do utrzymania prawidłowego turgoru komórki. Jeżeli gromadzi różnego rodzaju metabolity , to pełni funkcje magazynujące. U niektórych zwierząt ( np. u pierwotniaków ) istnieją tzw. wodniczki tętniące , które mają na celu wydzielanie nadmiaru wody gromadzącej się w komórce. Wakuola , w połączeniu z lizosomom tworzy wodniczkę pokarmową , która pełni funkcje trawienne u pierwotniaków.

Struktury komorowe zapewniają sprawne funkcjonowanie komórki, jako organizmu. Niektóre z tych struktur występują u prokariontów a niektóre są obecne jedynie w komórkach eukariotycznych. Istnieje wiele hipotez na temat powstania skomplikowanych organelli takich jak plastydy , czy mitochondria. Najbardziej prawdopodobna jest teoria, że organelle te były dawniej niezależnymi organizmami. Protoplasty plastydów żyły prawdopodobnie jako prymitywne organizmy czerpiące energię z promieniowania słonecznego ,natomiast protoplasty mitochondriów - z utleniania złożonych związków chemicznych. Obecność tych organelli w komórkach eukariontów wynika prawdopodobnie ze ścisłej symbiozy, w jaką weszły te organizmy z innymi prostymi organizmami jednokomórkowymi. Być może, z organizmów zawierających prymitywne plastydy wyewoluowały współcześnie żyjące rośliny a z organizmów wchodzących w symbiozę z protoplastami mitochondriów wyewoluowały zwierzęta. Organizmem , który łączy w sobie cechy zwierzęce i roślinne jest znana wszystkim euglena ( Euglena viridis ).

Prymitywne komórki, w toku ewolucji osiągały coraz wyższy stopień specjalizacji i komplikacji budowy. Organizmy jednokomórkowe zaczęły tworzyć kolonie ( np. skrętnica ), w których następnie poszczególne komórki wykazywały zróżnicowane funkcje ( np. toczek ).

Następnym , ważnym etapem w ewolucji roślin i zwierząt było pojawienie się tkanek oraz wyspecjalizowanych organów. Ewolucja zwierząt również rozpoczęła się od jednokomórkowych zwierząt , z których wyewoluowały wielokomórkowe warstwowce ( np. parzydełkowce ) , następnie organowce , potem strunowce, do których należą najwyżej uorganizowane zwierzęta.

Wszystkie organizmy żywe, zarówno te o prostej budowie jak i skomplikowanej, zbudowane są z komórek. Wszystkie komórki jednego organizmu mimo iż zawierają jednakowy materiał genetyczny różnią się od siebie zarówno pod względem morfologicznym jak i funkcjonalnym. Różnice te wynikają z różnej ilości DNA oraz sposobu jego upakowania w poszczególnych komórkach. Mimo ogromnych czasem różnic między komórkami jednego organizmu, wszystkie one współpracują ściśle ze sobą . Współpraca ta zapewnia sprawne funkcjonowanie całego organizmu.