自然界に存在する膨大な生命の多様性により、この問いに答えることは容易ではありません。しかし、生化学的な観点からすれば、すべての生物は同様の方法で振る舞い、同じ物理的および化学的法則に従っています。鯨と小さな微生物の両方が、同じ分子から構成され、多くの生化学的プロセスを共有しています。
多細胞生物の階層的組織化：生命を定義する主要な特徴を見てみましょう。
すべての生物は主に有機分子で構成されており、その中には高度な複雑性と三次元的な形状があり、その機能に依存しています。生命は成長などの生命プロセスに関与するこれらの生体分子間で起こる数千の化学反応に基づいています。
生物は階層的なレベルに組織されており、各レベルで前のレベルに存在しなかった新しい特性が現れます。最も基本的なレベルは、サブアトミック粒子からなり、これらの粒子は原子を形成し、さらに小さな生体分子（アミノ酸、糖、ヌクレオチドなど）を形成します。次の階層では、生体分子は結合してマクロ分子（タンパク質、核酸、多糖類）を形成し、さらに大きな構造である超分子構造を形成することがあります。これらの超分子構造は細胞を構成するオルガネラとして結合します。多細胞生物の場合、数百万の細胞が結合して器官を形成するようになり、より高い階層が形成されます。
組織化の異なるレベルに進むにつれて、前のレベルでは予測できなかった新しい特性が現れます。異なるレベルに昇ると、ヘモグロビン内の鉄などの視覚的な例で特性が変化することがわかります。単独の鉄は酸素の存在下で酸化されますが、ヘム基がこれを保護します。タンパク質複合体の一部になった鉄の特性は変化します。階層的なレベルが上昇するにつれて、以前のレベルに存在しなかった特性が浮かび上がります。
生命の高い組織化と秩序を維持するために、生物は連続的に物質を処理し、同時に廃棄物を排出する必要があります。これらのタスクは酵素によって触媒される生化学反応によって行われます。生物反応の集合体である代謝と呼ばれます。
細胞は、細胞膜で囲まれたオルガネラから構成され、細胞内と細胞外の物質の流れを調節し、細胞の外部環境への応答を制御します。細胞を構成する要素に分割すると、生命プロセスは停止しますので、細胞は生命を持つ最も低い階層と言えます。地球上では、細胞は他の細胞の分裂によってのみ形成され、元素の構成要素から細胞を形成するプロセスは存在しません。
生命は、DNAに含まれる情報によって維持されます。この巨大な分子のヌクレオチド配列には、細胞が必要とするすべてのタンパク質を合成するための情報が含まれています。各タンパク質は、遺伝子と呼ばれるDNAの断片にコード化されています。遺伝子が活性化されると、その情報がRNA分子に転写され、さらにリボソームでこの情報がアミノ酸の配列またはタンパク質として翻訳されます。タンパク質は、特定の空間的な形状を持つ他の分子と特異的に相互作用する能力を持っており、この相互作用によって情報が転送されます。
インスリン分子と細胞膜上の特定の受容体との相互作用は、情報の転送を細胞に伝え、細胞が細胞外のグルコースの取り込みを開始する信号となります。
生命は常に環境に適応し進化しています。地球上のすべての生命は共通の祖先から派生しています。多様性と進化は、DNA分子の複製中に生じる誤りである変異に起因します。これらの誤りのうち、ほとんどは無害であり、細胞によって修復されるか、その機能には影響を与えません。他の変異は有害であり、生殖能力を低下させるため、それらを持つ個体は消滅します。しかし、環境に対してより適応しやすい変異も存在し、これらの個体はより効果的に繁殖し、その集団は増加します。多世代にわたる変異の蓄積は、非常に異なる生命形態を生み出す可能性があります。生命形態は環境条件に適応し、利用可能なエネルギー源を最大限に活用する能力を向上させていきます。