Când termenul de protoplasmă a fost folosit pentru prima dată în 1835, se referea la substanța limpede, semi-fluidică din membrana celulară a tuturor ființelor vii. La acea vreme, oamenii de știință credeau că în celulă există un singur tip de lichid și că acesta este responsabil pentru toate funcțiile. Acest concept a fost revizuit deoarece dezvoltarea echipamentelor științifice a permis cercetătorilor să descopere complexitatea incredibilă a celulei. Acum, termenul nu mai are nicio semnificație tehnică specifică, ci este folosit pentru a descrie toată materia din pereții celulei, inclusiv citoplasma, nucleul și diverse organele.
Protoplasma este compusă din 90% apă, săruri minerale, gaze precum oxigenul și dioxidul de carbon, proteine, lipide sau grăsimi, carbohidrați, acizi nucleici și enzime. În această unitate complexă se află numeroase corpuri mici denumite organele, structuri care au scopuri distincte. Primul organel care a fost descoperit a fost nucleul. Altele includ mitocondriile, reticulul endoplasmatic (ER), aparatul Golgi, cloroplastele și plastidele. Lichidul limpede, asemănător jeleului, care umple celula este acum denumit citoplasmă.
Creierul celulei, nucleul, controlează toate activitățile celulei și este responsabil pentru transmiterea caracteristicilor ereditare printr-un proces de reproducere al diviziunii celulare numit mitoză. În nucleu se află nucleolul, centrul ARN-ului, și rețeaua cromatinei, care este formată din ADN și sintetizează proteinele care formează cromozomii. De asemenea, controlează enzimele care guvernează funcțiile altor părți ale celulei.
Forțele celulei sunt mitocondriile care conțin enzimele necesare respirației celulare, procesul prin care o celulă produce ATP și eliberează deșeuri. ATP, care este alcătuit din adenină, riboză și trei fosfați, este sursa primară de energie pentru toate celelalte reacții celulare. Numărul de mitocondrii prezente în celule variază, în funcție de tipul de celulă și de cerințele energetice pe care le are. Unele celule pot avea doar un mitocondrie, în timp ce alte celule pot avea mii.
Un alt organel situat în protoplasmă este aparatul Golgi, sau corpurile Golgi, numite după omul de știință italian Carmillo Golgi, care le-a descoperit. Aparatul Golgi este compus din saci pliați acoperiți cu membrană care stochează și în cele din urmă transportă proteinele produse de reticulul endoplasmatic (RE) al celulei. Înainte de a elibera proteina pentru utilizare în altă parte a celulei, corpul Golgi face mai multe modificări. În plus, această structură importantă produce zaharuri și lizozomi complexe, molecule care acționează ca un depozit de gunoi, digerând componentele moarte sau care nu sunt necesare în interiorul celulei.
ER din protoplasmă este responsabil pentru producerea majorității proteinelor și lipidelor utilizate de alte organite din interiorul celulei. Există două tipuri de ER; ER aspru, care are atașați ribozomi și ER neted, care nu are ribozomi. ER brut produce proteinele și le trimite către aparatul Golgi. ER neted este o unitate de depozitare care stochează ioni și creează și stochează steroizi pentru utilizare ulterioară.
Unele organite se găsesc doar în protoplasma celulelor vegetale. Acestea includ cloroplastele și plastidele. Cloroplastele conțin clorofila plantei și sunt centrul procesului de fotosinteză. Plastidele sunt organite vegetale care sunt implicate în o serie de funcții importante, inclusiv polenizarea, fotosinteza și sinteza grăsimilor, amidonului și proteinelor.