Uma célula viva é um sistema isotérmico de macromoléculas que se autocontém, automonta, auto-ajusta e autoperpetua, e que extrai energia livre do seu meio ambiente. A célula usa esta energia para manter-se em um estado estacionário dinâmico, distante do equilíbrio com o seu meio ambiente. As várias transformações químicas dentro das células são organizadas em uma rede de vias de reações, promovidas a cada etapa por catalisadores específicos, chamados enzimas, as quais a própria célula produz. Uma grande economia das partes e processos é atingida pela regulação da atividade de enzimas chaves. A auto-replicação através de muitas gerações é conseguida pelo sistema linear de codificar a informação, que é auto-reparável. A informação genética, codificada como seqüências de subunidades de nucleotídeos no DNA e no RNA, especifica a seqüência de aminoácidos em cada proteína, o que, em última análise, determina a estrutura tridimensional e a função de cada proteína. Muitas interações fracas, não-covalentes, agindo cooperativamente, estabilizam as estruturas tridimensionais das biomoléculas e dos complexos supramoleculares e permitindo flexibilidade suficiente para ações biológicas.
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