Il compito del DNA è duplice:

I geni (tratti specifici del DNA) contengono invece l’informazione della cellula per produrre proteine ed ogni gene quindi è definito da una determinata sequenza di nucleotidi.
La prima fase di questo percorso è la trascrizione in cui l’informazione contenuta nel DNA di un gene viene riscritta nella struttura di un’altra molecola più piccola: l’RNA o acido ribonucleico. L’RNA è la molecola che guida attivamente la traduzione di una proteina. Le proteine svolgono numerose funzioni negli organismi, regolano le reazioni chimiche, formano i muscoli, ci difendono dalle malattie e trasportano sostanze. Ogni individuo avendo geni specifici produce proteine specifiche. L’insieme delle molecole di DNA presenti in una cellula costituiscono il suo patrimonio ereditario o genoma, che è composto da migliaia di geni. Se cambia la sequenza di un gene anche la proteina da lui codificata cambierà, queste alterazioni di geni si chiamano mutazioni. Esse si verificano spontaneamente o per volere di agenti esterni, sono dannose ma a volte il cambiamento di una proteina può essere benefico. Le mutazioni vantaggiose sono la materia prima dell’evoluzione. 

 Per poter funzionare al meglio le cellule devono mantenere un rapporto elevato tra superficie e volume e questo spiega perché gli organismi sono fatti da tante piccole cellule piuttosto che da poche grandi cellule.

Nel citoplasma sono presenti i ribosomi, cioè aggregati di RNA dove ha luogo la sintesi proteica.

Il citoplasma non è un comparto statico, le molecole al suo interno possono muoversi liberamente. Le cellule procariote si dividono in batteri e achèi.

Gli organismi eucarioti si dividono in quattro regni: protisti, piante, funghi e animali.

 La soluzione in cui la concentrazione del soluto maggiore si dice ipertonica mentre la soluzione in cui la concentrazione del soluto è minore si dice ipotonica. Se le due soluzioni sono divise da una membrana permeabile solo all'acqua, le molecole d'acqua si diffonderanno attraverso la membrana dalla soluzione ipotonica a quelle ipertonica, questo processo va avanti fino a che la concentrazione del soluto è uguale per entrambe le soluzioni. La direzione dell'osmosi è determinata dalla differenza di concentrazione totale dei soluti, se la concentrazione totale di soluto è uguale allora le molecole d'acqua si muoveranno in entrambe le direzioni e le due soluzioni si dicono isotoniche.
Un esempio di osmosi si potrebbe fare con i globuli rossi del sangue, un globulo rosso in una soluzione ipotonica assorbirebbe acqua fino a fare scoppiare la cellula, un globulo rosso in una soluzione ipertonica rilascia l'acqua fino a raggrinzirsi e collassare su se stesso. Integrità dei globuli rossi dipende quindi dal mantenimento di una concentrazione costante di soluti nel liquido extracellulare, il quale deve essere isotonico rispetto al citoplasma. Le cellule vegetali invece hanno un parete cellulare che limita il volume della cellula impedendogli di scoppiare, quando assorbono troppa acqua si crea una pressione interna detta turgore che impedisce ad altra acqua di entrare, se invece la perdita di acqua è eccessiva la membrana plasmatica si staccherà e la cellula morirà.

 Il passaggio di una sostanza secondo gradiente per mezzo di specifiche proteine di membrana è detto diffusione facilitata.
I canali proteici della membrana sono proteine con poro centrale, la superficie del canale è piena di amminoacidi polari legati a molecole d'acqua le quali permettono l'interazione con particelle cariche o polari dei soluti. La superficie esterna di proteina, immersa nel doppio strato fosfolipidico, è ricca di amminoacidi apolari. Dopo essersi legata con una molecola segnale, il poro centrale si può aprire consentendo il passaggio delle molecole polari idrofiliche. I canali proteici più conosciuti sono i canali ionici, in essi il flusso di ioni in entrata e uscita dalla cellula è importante per fenomeni biologici come la contrazione muscolari e ne esistoni di molti tipi, ognuno specifico per un solo ione. Esistono anche canali proteici detti acquaporine che controllano il passaggio di acqua attraverso le membrane. L'acqua attraversa liberamente la membrana visto che a volte le cellule di alcuni organi come il rene necessitano di generare flussi intensi di acqua in entrata o uscita. Le acquaporine si aprono rapidamente rendendo la membrana plasmatica più permeabile all'acqua. Esso è molto specializzato, le molecole d'acqua lo attraversano mentre gli ioni sono esclusi. Un'altro tipo di diffusione facilitata implica un legame tra sostanze trasportate e le proteine di membrana, queste proteine sono dette proteine di trasporto in quanto consentono la diffusione in entrambe le direzioni di molecole polari come carboidrati e amminoacidi.