Les cellules eucaryotes possèdent de nombreux compartiments intracellulaires délimités par une ou plusieurs membranes biologiques dont les principaux sont:

  • Le noyauest le lieu du stockage de l’information génétique, de sa réplication par des ADN polymérases et de sa transcription en ARN par des ARN polymérases.
  • Le REG, ou réticulum endoplasmique rugueux, est le lieu de la biosynthèse des protéines membranaires et extracellulaires ainsi que de modifications post-traductionnelles comme les N-glycosylations.
  • L’appareil de Golgi, formé d’un empilement de dictyosomes, est le lieu de modifications post-traductionnelles des protéines membranaires et sécrétées, notamment pas N-glycosylation et O-glycosylations et permet l’adressage de ces protéines vers la membrane plasmique et le milieu extracellulaire ou d’autres organites comme les endosomes et les lysosomes.
  • Le REL, ou réticulum endoplasmique lisse, lieu de biosynthèse des lipides membranaires et des triglycérides.
  • Les mitochondriessont des organites semi-autonomes permettant la synthèse d’ATP au cours de la respiration cellulaire. Elles sont aussi impliquées dans les processus d’apoptose ou mort cellulaire programmée.
  • Les lysosomessont le lieu d’hydrolyse et de recyclage de molécules.
  • Les peroxysomessont le lieu d’oxydation de molécules comme certains acides gras.

Tous ces compartiments sont entourés d’un cytosol, ou hyaloplasme, lieu de nombreuses réactions chimiques et dans lequel baigne le cytosquelette, responsable de la forme des cellules et du trafic vésiculaire ou le déplacement des organites.

Selon les taxons, les cellules peuvent posséder d’autres compartiments comme les plastes, dont les chloroplastes permettant l’autotrophie au carbone et à l’azote des cellules chlorophylliennes, ou les vacuoles.

Cette compartimentation a pour conséquence une régionalisation des fonctions au sein de la cellule. La concentration des enzymes et des réactifs augmente la probabilité de formation des produits et limite la présence d’inhibiteurs ou de produits toxiques dans d’autres parties de la cellule. En outre, la présence ou non et la quantité de certains organites traduisent une différenciation de la cellule et une spécialisation cellulaire dans une fonction. Les cellules acineuses pancréatiques ont un REG et un appareil de Golgi très développé permettant l’exocytose d’enzymes digestives tandis que les cellules du parenchyme
palissadique sont riches en chloroplaste et permettent la nutrition des organismes chlorophylliens.