亚细胞隔室的研究是对细胞内效率和分工的研究。就像我们的社会中有一些职业，人们可以很好地完成特定的工作一样，细胞也有一些子区域，每个子区域都允许某些细胞功能更有效地运作。因此，将细胞细分为离散的隔间或部分，使细胞能够为特定的功能创建专门的环境。这些隔室可以是细胞器，在细胞内承担一系列任务的特定结构，也可以是由分子浓度或不同的物理特征和比例定义的细胞局部区域。
亚细胞区室是我们组织生命领域的关键。事实上，如果真核生物和原核生物有一个关键的特征，那很可能是细胞内的特殊隔间的存在。虽然细胞核是决定性的结构(真核生物在希腊语中是“真核”的意思，指的是高度可见的细胞核)，但几乎所有真核细胞也含有原核生物中没有的各种结构。许多这样的建筑周围都有一两个膜将内含物从细胞质中分离出来。这些隔室允许在单个细胞内存在各种环境，每种环境都有自己的pH值和离子组成，并允许细胞比在相同的环境中更有效地执行特定的功能。例如，溶酶体的pH值约为5.0，而细胞质其余部分的pH值为7.2。毫不奇怪，在细胞器内工作的酶的最佳pH值约为5，这使得它们与主细胞质中的酶不同。
亚细胞隔室面临的一个挑战是如何让物质穿过细胞膜进出，而每个隔室都有自己的解决方案。结构的复杂程度从线粒体和质体(与自己的DNA和核糖体)，以高尔基体它有多个贮水池，来的相当简单液泡和囊泡。除了膜结合的结构外，真核生物也有一个复杂的细胞骨架，由三种截然不同的成分组成:微管、肌动蛋白丝和中间丝。这三种物质都在维持细胞形状方面发挥作用，微管和肌动蛋白也参与细胞内部运输和细胞运动。这些结构中的任何缺陷都可能导致临床疾病。例如，核膜中中间细丝的改变会导致心肌病，线粒体缺陷会导致各种神经肌肉疾病，纤毛或鞭毛的突变可能会导致多囊肾病或不育。
亚细胞结构的研究涉及许多问题。线粒体如何分裂，在什么条件下分裂?病毒是如何控制细胞的内吞作用的机械繁殖?是什么控制mRNA从细胞质的一个区域移动到另一个区域?这类研究几乎涉及细胞生物学家可用的所有工具。最初的研究是用特定染色和光学显微镜进行的。后来，电子显微镜的兴起使人们能够更仔细地观察微米和纳米大小的亚细胞结构，它阐明了细胞器的复杂性及其在细胞内的不同位置。目前使用的荧光抗体加上使用共聚焦显微镜的三维成像，使我们能够通过延时图像观察这些细胞器，并揭示它们在活细胞中的功能。其他关键技术包括使用差速离心法来纯化成分，自放射术来跟踪空间和时间上的过程，生物化学来了解每种成分在分子水平上的作用，以及使用抑制剂来选择性地打开和关闭关键事件并观察结果。最后，各种形式的遗传学使我们能够通过选择性地破坏单个细胞成分来解剖这些亚细胞区室的结构和功能。对所有这些结构研究得越多，就越清楚它们是如何以各种方式相互作用的(例如，分子马达沿着微管将囊泡从高尔基体运送到质膜)，重要的是，不能将所有细胞的亚结构视为孤立的部分，而应视为一个完整的整体。
未来在细胞生物学的这些领域的研究很可能继续当前的趋势。例如，角色初级纤毛肌鞘内转运是两个快速发展的领域，对包括癌症在内的各种疾病的治疗都有影响。对替代能源的研究肯定不仅会关注线粒体和叶绿体的作用，还会关注鲜为人知的细胞器，比如制造氢的氢染色体体。然而，就像所有的研究一样，这些意想不到的发现很可能成为最重要的，为我们理解细胞的运作开辟了新的领域，并为医学、农业和环境应用提供了新技术。
图片来源:Mariana Ruiz。
