Algecellen
Algeceller er eukaryote og indeholder tre typer dobbeltmembranbundne organeller: kernen, kloroplasten og mitokondriet. I de fleste algeceller er der kun en enkelt kerne, selv om nogle celler er flerkernede. Desuden er nogle alger siphonaceus, hvilket betyder, at de mange kerner ikke er adskilt af cellevægge. Kernen indeholder det meste af cellens genetiske materiale, eller desoxyribonukleinsyre (DNA). I de fleste alger findes DNA-molekylerne som lineære strenge, der kun kondenseres til tydelige kromosomer i forbindelse med kernedeling (mitose). Der findes dog to taksonomisk omstridte algeklasser, Dinophyceae og Euglenophyceae, hvor kerne-DNA’et altid er kondenseret til kromosomer. Hos alle alger betegnes de to membraner, der omgiver kernen, som kernehylstre. Kernehulen har typisk specialiserede kerneporer, der regulerer molekylers bevægelse ind og ud af kernen.
Khloroplaster er stedet for fotosyntese, det komplekse sæt af biokemiske reaktioner, der bruger lysets energi til at omdanne kuldioxid og vand til sukkerstoffer. Hver kloroplast indeholder fladtrykte, membranagtige sække, kaldet thylakoider, der indeholder de fotosyntetiske lysindsamlingspigmenter, klorofyller, carotenoider og phycobiliproteiner (se nedenfor Fotosyntese).
Mitokondrierne er de steder, hvor fødevaremolekyler nedbrydes og kuldioxid, vand og energi fra kemiske bindinger frigives, en proces, der kaldes celleånding (se nedenfor Celleånding). Fotosyntese og respiration er omtrent modsatte processer, idet førstnævnte opbygger sukkermolekyler og sidstnævnte nedbryder dem. Mitokondriens indre membran er i høj grad foldet ud, og dette giver den overflade, der er nødvendig for respirationen. Foldningerne, kaldet cristae, har tre morfologier: (1) fladtrykt eller pladeformet, (2) fingerformet eller rørformet og (3) paddelformet. Til sammenligning har mitokondrierne hos landplanter og dyr generelt fladtrykte cristae.
Khloroplaster og mitokondrier har også deres eget DNA. Dette DNA er dog ikke som kerne-DNA, idet det er cirkulært (eller rettere sagt i endeløse sløjfer) i stedet for lineært og derfor ligner DNA’et fra prokaryoter. Ligheden mellem kloroplastisk og mitokondrielt DNA og prokaryote DNA har fået mange forskere til at acceptere hypotesen om endosymbiose, som siger, at disse organeller er udviklet som følge af en lang og vellykket symbiotisk sammenslutning af prokaryote celler i eukaryote værtsceller.
Algalceller har også flere enkeltmembranbundne organeller, herunder det endoplasmatiske retikulum, Golgi-apparatet, lysosomer, peroxisomer, kontraktile eller ikke-kontraktile vacuoler og i nogle tilfælde udstødsorganeller. Det endoplasmatiske retikulum er et komplekst membransystem, der danner intracellulære rum, fungerer som et transportsystem i cellen og tjener som sted for syntese af fedtstoffer, olier og proteiner. Golgi-apparatet, en række fladtrykte, membranøse sække, der er anbragt i en stak, udfører fire forskellige funktioner: det sorterer mange molekyler, der er syntetiseret andre steder i cellen; det producerer kulhydrater, f.eks. cellulose eller sukkerstoffer, og binder undertiden sukkerstofferne til andre molekyler; det pakker molekyler i små vesikler; og det markerer vesiklerne, så de ledes til det rette bestemmelsessted. Lysosomet er en specialiseret vakuole, der indeholder fordøjelsesenzymer, som nedbryder gamle organeller, celler eller cellekomponenter i visse udviklingsstadier og partikler, som indtages hos arter, der kan opsluge føde. Peroxisomer er specialiseret i metabolisk nedbrydning af visse organiske molekyler og farlige forbindelser, f.eks. hydrogenperoxid, der kan dannes under visse biokemiske reaktioner. Vacuoler er membranagtige sække, som lagrer mange forskellige stoffer, afhængigt af organismen og dens metaboliske tilstand. Kontraktile vacuoler er specialiserede organeller, der regulerer cellernes vandindhold, og som derfor ikke er involveret i langtidsoplagring af stoffer. Når der kommer for meget vand ind i cellerne, tjener de kontraktile vakuoler til at skubbe det ud. Nogle alger har særlige udstødende organeller, der tilsyneladende fungerer som beskyttende strukturer. Dinophyceae har harpunlignende trichocyster under celleoverfladen, som kan eksplodere fra en forstyrret eller irriteret celle. Trichocysterne kan tjene til at fastgøre byttet til algens celler, før byttet bliver spist. Ejektosomer er strukturer, der er analoge til udskydelige organeller, og de findes i klassen Cryptophyceae. Flere algeklasser i divisionen Chromophyta har slimhindeorganeller, der udskiller slim. Gonyostomum semen, et ferskvandsmedlem af klassen Raphidophyceae, har talrige mucocyster, som, når sådanne celler opsamles i et planktonnet, udleder sig og gør nettet og dets indhold noget gummiagtigt.
Algernes ikke-membranbundne organeller omfatter ribosomer, pyrenoider, mikrotubuli og mikrofilamenter. Ribosomer er steder for proteinsyntese, hvor genetisk information i form af budbringerribonukleinsyre (mRNA) oversættes til protein. Ribosomerne fortolker DNA’s genetiske kode nøjagtigt, således at hvert protein fremstilles nøjagtigt efter de genetiske specifikationer. Pyrenoidet, en tæt struktur inde i eller ved siden af visse algers kloroplaster, består i høj grad af ribulosebiphosphatcarboxylase, et af de enzymer, der er nødvendige i fotosyntesen for kulstofbinding og dermed dannelse af sukker. Stivelse, som er en lagerform af glukose, findes ofte omkring pyrenoider. Mikrotubuli, rørformede strukturer, der er dannet af tubulinproteiner, findes i de fleste celler. I mange alger kommer mikrotubuli frem og forsvinder efter behov. Mikrotubuli udgør en stiv struktur, eller cytoskelet, i cellen, som er med til at bestemme og bevare cellens form, især hos arter uden cellevægge. Mikrotubuli udgør også en slags “jernbanesystem”, som vesikler transporteres langs. Spindelapparatet, som adskiller kromosomerne under kernedelingen, består af mikrotubuli. Endelig udgør visse former for mikrotubuli også flagellens grundstruktur eller axoneme, og de er en vigtig bestanddel af det rodsystem, der forankrer flagellen i cellen. Mikrofilamenter dannes ved polymerisering af proteiner som f.eks. actin, som kan trække sig sammen og slappe af og derfor fungere som små muskler inde i cellerne.
