I. Màng sinh chất

Màng sinh chất bao bọc và bảo vệ toàn bộ phần bên trong của tế bào, ngăn cách chúng với môi trường ngoài.

Mô hình cấu trúc màng tế bào gọi là mô hình khảm lỏng với nhiều thành phần, mỗi thành phần đảm nhận các chức năng riêng biệt:

II. Cấu trúc ngoài màng sinh chất

1. Chất nền ngoại bào

Chất nền ngoại bào là cấu trúc bên ngoài tế bào, bao gồm phân tử proteoglycan kết hợp với sợi collagen tạo thành mạng lưới bên ngoài tế bào. Chất nền ngoại bào có khả năng điều khiển gene bên trong tế bào, điều phối hoạt động của các tế bào trong cùng một mô.

2. Thành tế bào

Thành tế bào là lớp cấu trúc vững chắc bên ngoài màng tế bào, chỉ có ở tế bào thực vật. Thành tế bào được cấu tạo từ các bó sợi cellulose vững chắc và được gia cố thêm bởi lignin (hoặc chitin ở nấm) hoặc một số loại polysaccharide khác. Thành tế bào có vai trò bảo vệ, định hình tế bào.

III. Nhân - trung tâm thông tin của tế bào

Mỗi tế bào nhân thực có một nhân. Nhân tế bào hình cầu, đường kính 5µm và có lớp màng kép phospholipid bao quanh. Trên màng nhân có các lỗ giúp các chất ra vào nhân.

Trong nhân có chứa DNA điều khiển mọi hoạt động sống của tế bào, ngoài ra nhân cũng là nơi diễn ra quá trình nhân đôi DNA và phiên mã. Trong nhân còn có hạch nhân, là nơi tổng hợp rRNA. 

IV. Tế bào chất

Toàn bộ các vật chất bên trong tế bào được gọi là chất nguyên sinh, bao gồm tế bào chất và chất nhân. Tế bào chất là vùng giữa màng sinh chất và nhân, là chất keo (bào tương), bào quan và khung xương tế bào.

Tế bào chất là nơi diễn ra hầu hết các hoạt động sống của tế bào.

1. Ti thể - “nhà máy điện” của tế bào

Ti thể là bào quan được bao bọc bởi 2 lớp màng: màng ngoài trơn nhẵn, màng trong gấp nếp tạo mào. Khoang ngoài chứa ion H+; màng trong và chất nền có hệ enzyme tham gia hô hấp tế bào để tổng hợp ATP.

Tế bào hoạt động càng nhiều thì càng có nhiều ti thể (VD như tế bào cơ tim).

Ngoài ra, chất nền ti thể còn chứa DNA nhỏ và ribosome để tổng hợp protein cho riêng mình.

2. Lục lạp

Lục lạp là bào quan chỉ có ở tế bào thực vật. Lục lạp hình bầu dục, được bao bọc bởi 2 lớp màng giống như ti thể. Bên trong lục lạp có hệ thống túi dẹp gọi là thylakoid - chứa sắc tố hấp thụ ánh sáng. Enzyme quang hợp có cả ở chất nền (stroma) và hệ thống thylakoid để chuyển hóa năng lượng ánh sáng thành năng lượng dự trữ trong phân tử carbohydrate. 

Ngoài ra, lục lạp cũng có DNA và ribosome của riêng mình, để tổng hợp những protein cần thiết cho quang hợp.

3. Lưới nội chất

Lưới nội chất là hệ thống các ống và túi dẹp chứa dịch thông nhau thành 1 mạng lưới, bao gồm lưới nội chất trơn và lưới nội chất hạt. 

4. Bộ máy Golgi

Bộ máy Golgi gồm các túi dẹp nằm song song nhưng không thông nhau. 

Bộ máy golgi có nhiệm vụ chế biến, lắp ráp, đóng gói các phân tử protein, lipit rồi phân phối chúng tới nơi cần thiết.

5. Lysosome

Lysosome là bào quan có màng đơn, bên trong chứa rất nhiều loại enzyme thủy phân khác nhau. Lysosome được hình thành từ bộ máy golgi và chỉ có ở tế bào động vật.

Nhiệm vụ của lysosome bao gồm: phân giải các tế bào bị tổn thương hay bào quan quá hạn và thải bỏ các chất thải ra ngoài; đồng thời hỗ trợ tiêu hóa thức ăn bằng đường thực bào.

6. Không bào

Không bào là bào quan có một lớp màng bao bọc, chỉ có ở thực vật. Không bào nằm ở trung tâm tế bào, có nguồn gốc từ bộ máy golgi và đóng nhiệm vụ điều hòa áp suất thẩm thấu trong tế bào bằng cách chứa các chất như carbohydrate, muối, ion, chất thải, enzyme thủy phân và các enzyme khử chất độc …

7. Peroxisome

Peroxisome là bào quan hình cầu, bao bọc bởi màng đơn mỏng. Bào quan này chứa peroxide (H2O2) biến đổi chất độc thành dạng không độc, phân giải chất béo thành lipid và cholesterol.

8. Ribosome

Ribosome được cấu tạo bởi 2 tiểu phần gọi là: tiểu phần nhỏ và tiểu phần lớn, không có màng bao bọc. Ribosome dạng cầu, đường kính 150A0, thành phần hóa học chính là rRNA. 

Ribosome có rất nhiều trong tế bào, đóng vai trò là nơi diễn ra quá trình tổng hợp protein.

9. Trung thể

Trung thể gồm hai trung tử nằm vuông góc nhau, mỗi trung tử gồm nhiều bộ ba vi ống xếp thành vòng. Trung thể có vai trò hình thành nên thoi phân bào, giúp NST di chuyển trong phân bào. 

10. Khung xương tế bào

Bộ khung xương tế bào là mạng lưới vi sợi, sợi trung gian và vi ống liên kết với nhau. Vai trò chính của bộ khung xương tế bào là nâng đỡ, duy trì hình dạng tế bào, neo giữ các bào quan và enzyme, hỗ trợ các bào quan và tế bào di chuyển.

Sơ đồ tư duy cấu trúc của tế bào nhân thực: