Quando o termo protoplasma foi usado pela primeira vez em 1835, ele se referia à substância límpida e semifluida na membrana celular de todos os seres vivos. Naquela época, os cientistas acreditavam que havia apenas um tipo de líquido dentro da célula e que era responsável por todas as funções. Esse conceito foi revisado desde que o desenvolvimento de equipamentos científicos permitiu que os pesquisadores descobrissem a incrível complexidade da célula. Agora, o termo não tem mais significado técnico específico, mas é usado para descrever toda a matéria dentro das paredes da célula, incluindo o citoplasma, núcleo e várias organelas.
O protoplasma é composto por 90% de água, sais minerais, gases como oxigênio e dióxido de carbono, proteínas, lipídios ou gorduras, carboidratos, ácidos nucleicos e enzimas. Dentro desta unidade complexa existem numerosos corpos pequenos chamados organelas, estruturas com finalidades distintas. A primeira organela a ser descoberta foi o núcleo. Outros incluem as mitocôndrias, retículo endoplasmático (ER), aparelho de Golgi, cloroplastos e plastídeos. O líquido transparente e gelatinoso que preenche a célula agora é chamado de citoplasma.
O cérebro da célula, o núcleo, controla todas as atividades da célula e é responsável pela transmissão de características hereditárias por meio de um processo reprodutivo da divisão celular chamado mitose. Dentro do núcleo está o nucléolo, o centro do RNA e a rede da cromatina, que é formada por DNA e sintetiza proteínas que formam os cromossomos. Também controla as enzimas que governam as funções de outras partes da célula.
As potências da célula são as mitocôndrias que contêm as enzimas necessárias para a respiração celular, o processo pelo qual uma célula produz ATP e libera resíduos. O ATP, composto de adenina, ribose e três fosfatos, é a principal fonte de energia para todas as outras reações celulares. O número de mitocôndrias presentes nas células varia, dependendo do tipo de célula e dos requisitos de energia que ela possui. Algumas células podem ter apenas uma mitocôndria, enquanto outras podem ter milhares.
Outra organela localizada no protoplasma é o aparelho de Golgi, ou corpo de Golgi, em homenagem ao cientista italiano Carmillo Golgi, que os descobriu. O aparelho de Golgi é composto de sacos cobertos por membrana dobrados que armazenam e eventualmente transportam as proteínas produzidas pelo retículo endoplasmático (ER) da célula. Antes de liberar a proteína para uso em outras partes da célula, o corpo de Golgi faz várias modificações. Além disso, essa importante estrutura produz açúcares e lisossomos complexos, moléculas que agem como trituradores de lixo, digerindo componentes mortos ou desnecessários dentro da célula.
O ER dentro do protoplasma é responsável pela produção da maioria das proteínas e lipídios usados por outras organelas dentro da célula. Existem dois tipos de ER; ER áspero, que possui ribossomos, e ER suave, que não possui ribossomos. O ER bruto produz as proteínas e as envia para o aparelho de Golgi. O ER suave é uma instalação de armazenamento que armazena íons e cria e armazena esteróides para uso futuro.
Algumas organelas são encontradas apenas no protoplasma das células vegetais. Estes incluem cloroplastos e plastídeos. Os cloroplastos contêm a clorofila da planta e são o centro do processo de fotossíntese. Os plastídeos são organelas vegetais envolvidas em várias funções importantes, incluindo polinização, fotossíntese e síntese de gorduras, amidos e proteínas.