Клетката е отворена биологична система
Клетката е елементарна жива система. На клетъчно ниво се проявяват повечето от основните свойства на живата материя - метаболизъм и енергия, растеж, развитие, дразнене, самовъзпроизвеждане. Можем да изолираме отделни компоненти или дори молекули от клетка и да проверим дали много от тях имат специфични функционални характеристики. Например, изолирани актин-миозинови фибрили могат да се свият в отговор на добавянето на АТФ; извън клетката много ензими участват активно в синтеза или разграждането на сложни биологични молекули; изолирани рибозоми в присъствието на необходимите фактори могат да синтезират протеин; в момента са разработени неклетъчни системи за ензимен синтез на нуклеинови киселини и т.н. Могат ли всички тези индивидуални вътреклетъчни компоненти да се считат за живи? Вероятно не, защото те имат само определено свойство на живите, а не целия комплекс от такива характеристики. Само една клетка е най-малката единица, която има всички свойства, взети заедно, които отговарят на определението за „жив“.
Клетката е отворена система, тъй като нейното съществуване е възможно само при условия на постоянен обмен на материя и енергия с околната среда.
Клетката е не само единица структура, но и единица функциониране. Всички негови системи са взаимосвързани и функционират като едно цяло.
Хетеротрофните клетки поверяват въглехидратите отвън, докато автотрофните клетки сами ги създават чрез фотосинтеза (от CO2 и H2O, които идват от околната среда) или хемосинтеза. Повечето въглехидрати се разграждат, за да се освободи енергия. Получената енергия се свързва под формата на АТФ. Клетката използва енергията на АТФ за различни жизнени процеси - синтез, отделяне на вещества, движение и др. Глюкоза и други въглехидратисе използват и за биосинтеза на полизахариди, които под формата на гликолипиди и гликопротеини се включват в гликокаликса (при животните), под формата на хемицелулоза и пектинови вещества - в клетъчната стена на растенията, под формата на хитин - в клетъчната стена на гъбите. Целулозата на растителните клетъчни мембрани се синтезира върху плазмалемата или в самата клетъчна стена. Автотрофните зелени клетки прехвърлят повечето въглехидрати, които синтезират, към незелени хетеротрофни клетки, главно под формата на захароза.
Растителните клетки сами синтезират по-голямата част от аминокиселините, които изграждат протеините.Синтезът на някои аминокиселини може да се извърши от тях в хлоропластите, в митохондриите и в цитоплазмата. Самите животински клетки синтезират само някои аминокиселини (незаменими), част от аминокиселините (незаменими) животинските клетки получават от околната среда; за да направят това, те абсорбират протеини, главно чрез ендоцитоза, и след това ги разграждат с помощта на лизозомни ензими до аминокиселини.
Протеините, включително ензимите, се синтезират върху рибозоми с участието на иРНК и тРНК. Този синтез се извършва главно в цитоплазмата, както и в хлоропластите и митохондриите. От цитоплазмата протеините преминават в клетъчното ядро (хистонови и нехистонови протеини на хромозоми, протеини на рибозомни субединици и др.), В митохондрии и хлоропласти.
На рибозомите, свързани с ER, се синтезират резервни и експортни протеини, които с участието на комплекса на Голджи напускат клетката чрез екзоцитоза.
Всички тези и други процеси се осъществяват чрез внедряване на генетична информация, която е концентрирана в ДНК молекулите на ядрото, пластидите и митохондриите. В тези органели се извършва репликация на ДНК - необходима предпоставка за тяхното идентично делене и клетката като цяло, както и транскрипция, която осигурява появата на различни видове РНК. върху рибозомитес участието на всички видове РНК се извършва транслация - последният етап от внедряването на генетична информация или протеинов синтез. Протеините регулират синтеза и разграждането на веществата в клетката, синтеза на АТФ, клетъчния растеж, подготовката и осъществяването на клетъчното делене и други процеси.
По този начин клетката е отворена биологична система, най-малката единица на живота - единица на структурата, функционирането, възпроизводството на организмите и връзката им с околната среда.