Hücrelerin oluşumu ve görevleri hakkında bilgi edinmek, bütünbiyolojik bilimlerin temelini oluşturur. Değişik hücre türleri arasındaki farklılık ve benzerlikleri ortaya çıkarmak, özellikle demoleküler biyolojinin yanı sıra kanser araştırmaları vegelişim biyolojisi gibi biyomedikal alanlara çok büyük katkıda bulunur. Bir araştırmadan öğrenilen bilgiler, evrensel bazıteorileri ortaya çıkardığından, bir türün hücresinden edinilen bilgiler diğer türlere de uygulanılabilir hale gelir. Sitolojideki araştırmalar, özelliklegenetik,biyokimya,moleküler biyoloji vegelişim biyolojisine katkıda bulunur.
Hücreler ilk olarak 17. yüzyılda Avrupa'dabileşik mikroskobun icadıyla görüldü. 1665 yılındaRobert Hooke, birmantar parçasına baktıktan ve hücre benzeri bir yapıyı gözlemledikten sonra tüm canlı organizmaların yapı taşını "hücreler" olarak adlandırdı.[1] Ancak bu hücreler ölüydü ve bir hücrenin gerçek genel bileşenlerine dair hiçbir gösterge vermedi. Birkaç yıl sonra, 1674'teAnton Van Leeuwenhoek,alglerin inceleyerek canlı hücreleri analiz eden ilk kişi oldu. Bütün bunlar, tüm canlıların hücrelerden oluştuğunu ve hücrelerin, organizmaların işlevsel ve yapısal birimi olduğunu belirten hücre teorisinden önce geldi. Birkaç yıl sonraRudolf Virchow, hücre teorisine daha fazla katkıda bulundu ve tüm hücrelerin önceden var olan hücrelerin bölünmesinden geldiğini ekledi.[2] Hücre teorisi yaygın olarak kabul edilmesine rağmen, geçerliliğini sorgulayan birçok çalışma vardır. Örneğinvirüsler;zar,hücre organeli gibi canlı bir hücrenin ortak özelliklerinden ve kendi kendilerineüreme yeteneğinden yoksundur.[3] Bilim insanları, virüslerin canlı olup olmadıklarına ve hücre teorisiyle uyuşup uyuşmadıklarına karar vermek için mücadele ettiler.
Proteinler (kırmızı 'RDP' ve yeşil 'GFP' flüorasanı genetik olarak artırılmış proteinler) bir hücrenin değişik yerlerinde bulunur.
Proteinin her bir türü genellikle hücrenin belirli bir bölümüne gönderilir. Hücre biyolojisinin önemli bir parçası da hücre içindeki değişik bölgelere gönderilen veya hücre dışına salgılanan proteinlerin moleküler mekanizmasının incelenmesidir.
Proteinlerin pek çoğusitoplazmadakiribozomlarda sentezlenir. Bu süreç ayrıcaprotein biyosentezi veya basitçeprotein translasyonu olarak bilinir. Bazı proteinler, zarlara dahil olacak proteinler gibi (zar proteinleri olarak bilinir), sentez sırasındaendoplazmik retikuluma (ER) taşınırlar. Bu süreç,Golgi cisimciğine taşınma ve orada gerçekleşen birkaç işlemle devam eder. Zar proteinleri, Golgi'denhücre zarına, diğer hücre altı yapılara gidebilir veya hücreden dışarı salgılanabilir. Endoplazmik retikulum ve Golgi sırasıyla, "zar proteini sentez bölümü" ve "zar proteini işleme bölümü" olarak düşünülebilir. Proteinlerin bu bölümler boyunca yarı-durağan akışı vardır. ER ve Golgi'ye yerleşmiş olan proteinler, diğer proteinlerle birleşirler ancak kendi bölgelerinden ayrılmazlar. Diğer proteinler ER ve Golgi'den geçerek hücre zarına "akarlar". Motor proteinler, zar proteini içeren vezikülleri,akson terminalleri gibi hücrenin uzak parçalarına gidenhücre iskeleti yolları boyunca taşır.
Sitoplazmada üretilen bazı proteinler kendilerinimitokondri veyaçekirdeğe taşınmak için hedef göstermek gibi yapısal özelliklere sahiptir. Bazı mitokondrial proteinler, mitokondri içinde üretilir ve mitokondrial DNA tarafından kodlanır. Bitkilerde,kloroplast da bazı hücre proteinlerini üretir.
Hücre dışı ve hücre yüzeyindeki parçalanması hedeflenmiş proteinler, endositoz veziküllerine katılmaları üzerine hücre içi yapılara geri dönebilirler. Bu veziküllerden bazıları proteinlerin kendiamino asitlerine yıkıldığı yerdelizozomla kaynaşırlar. Bazı zar proteinlerinin yıkımı, daha hücre yüzeyindeykensekretazlar tarafından bölündüğünde başlar. Sitoplazmada işlevini yerine getiren proteinler geneldeproteazomlar tarafından yıkılır.
Hücre bölünmesi - yavru hücrelerin oluşumuyla sonuçlanan ve ökaryot hücrelerde gerçekleşen bir hücresel süreç; ayrı ayrı iki temel türü vardır: mitoz ve mayoz, eşeyli ve eşeysiz.
