세포의 구조

많은 세포 유형이 존재한다. 이들 세포는 모양이 다를 뿐 아니라, 기능 또한 다르다. 그럼에도 세포 사이에는 많은 공통점이 있다. 세포 내에 존재하는 특화된 구조물을 세포소기관이라고 부른다. 이들 세포소기관은 대부분의 세포에 존재하지만 있는 것은 아니다. 예를 들어 적혈구는 핵이 없다. 세포막(혹은 원형질막)은 모든 세포에 공통으로 존재한다. 이 막은 세포의 내용물을 보관하고 유지하는 경계로서 의미가 있다. 이 세포막은 아주 작아서 보통의 광학현미경으로는 볼 수 없다. 세포막의 약 반은 단백질이며 나머지 반은 지질(인지질 형태)로 구성되어 있다. 인지질의 한쪽 끝은 물에 친화성이 있지만 다른 쪽 끝은 물로부터 튕겨서 멀어지게 된다. 양쪽 면 모두 물과 인접해 있는 이 세포막은 세포에서 그 경계벽을 만들 때 2겹의 지질 구조를 띄게 된다. 지질의 물에 끌리는 양쪽 끝은 바깥으로 향하게 된다. 이 막에도 단백질도 포함되어 있는데, 지질 분자 사이에 혹은 지질 표현에 존재한다. 세포막에 존재하는 또 다른 분자인 콜레스테롤은 막에 안정성을 주는 역할을 담당한다. 세포막은 반투과성이다. 즉 특정 물질은 통과시키고 다른 것은 통과시키지 못한다. 물과 같은 분자들은 쉽게 통과할 수 있지만 단백질과 전분 같은 분자, 특정 이온들은 통과할 수 없다. 세포 내 많은 세포소기관도 막으로 둘러싸여 있다. 그 기본구조는 모든 막에서 동일하다. 다만 그 기능에 따라 막의 구성분이 다르다. 세포 내부는 핵과 세포질로 나누어진다. 세포질은 일반적으로 세포 내에 있는 세포소기관과 액체를 지칭한다. 세포핵은 대부분의 세포에 존재한다. (적혈구 같은 일부 예외를 제외) 핵은 세포의 유전물질(즉,DNA)을 함유하고 있으며, 단백질 합성의 암호를 제공함으로써 세포의 활성을 조절하는 역할을 한다. 핵 속의 DNA는 염색질이라고 한다. 세포가 분열할 때 염색질은 응집되어서 염색체가 된다. 세포가 분열할 때, 염색질은 응집되어서 염색체가 된다. 동일한 DNA는 딸세포로 전해진다. 체내 모든 세포는 같은 염색질을 가진다. 그렇지만 세포는 어느 특정 부위의 염색질을 다른 부위보다 많이 이용함으로써 각기 다른 기능을 수행할 수 있게 된다. 두 개의 이중지질층으로 구성된 막이 핵을 둘러싸고 있다. 이 막은 종종 세포질세망이나 리보솜 같은 다른 세포소기관과 연결되어 있다. 이와 같은 밀접한 연접은 핵이 세포 기능을 조절하기 쉽게 해 준다. 분열하지 않는 세포에서는 핵소체가 종종 핵 내에서 관찰된다. 핵소체는 리보 섬을 구성하는 RNA를 생성하는 곳이다. 이 리보솜은 전술한 대로 단백질을 생성한다. 커다란 핵소체를 가진 세포는 왕성하게 단백질을 생성한다. 리보솜은 세포질에서 발견되는 작은 과립형의 구조물이다. 이 리보솜은 약 60%가 RNA이고 40%는 단백질로 구성되어 있다. 리보솜은 세포에 사용되는 단백질을 제조한다. 성장하는 세포는 많은 양의 단백질이 필요하다. 그래서 더 많은 수의 리보솜을 가지고 있다. 세포에 의하여 생성되는 특정 단백질은 핵의 정보에 의하여 결정된다.

세포질세망은 주름진 막의 집합체이다. 이 막은 핵막에 연결되어 있다. 리보솜은 주로 이 막에 붙어서 존재하며, 울퉁불퉁한 모양을 보여서 과립세포질세망이라고 불리고 있다. 리보솜에 의하여 생성된 단백질은 과립세포질세망에 저장되어 과립세포질세망 내에서 좀 더 변화된다. 이 단백질은 세포에 의하여 사용되거나 분비되기 위하여 세포 표면으로 이동되기도 한다. 이 단백질은 세포외배출이라고 불리는 과정을 통하여 막을 통과해서 이동한다. 무과립세포질세망은 리보솜에 붙어있지 않다. 이러한 형태는 일반적이지는 않다. 일부 간세포는 많은 양의 무과립세포질세망을 포함하고 있다. 이들 세포에서 무과립세포질세망은 글리코겐과 지질을 생성하고 독소를 제거하는 역할을 한다. 

골지체는 무과립세포질세망과 비슷한 모양의 많은 주름진 막으로 형성되어 있다. 골지체는 다당류와 리소좀이라고 불리는 특별한 단백질 주머니를 만드는 곳이다. 과립세포질세망에서 만들어진 단백질은 골지체를 이동한다. 그 후 골지체는 그 단백질을 변화시키고 리소좀에 모으게 된다. 이들 주머니는 골지체로부터 떨어져 나와 세포 표면으로 이동하고, 또한 분비되어 나가게 된다. 

리소좀에 들어있는 단백질은 효소이다. 리소좀의 효소는 다른 분자를 파괴하는 데 도움을 준다. 리소좀 내 다양한 효소들이 각각의 대상 분자들과 결합하여 작용한다. 리소좀을 싸고 있는 막은 이 효소들이 세포의 다른 부분을 공격하는 것을 방지하는 역할을 한다. 리소좀은 세포에 의하여 섭취된 영양물을 소화하고, 더는 필요 없는 세포 구조물을 파괴하는 역할을 한다. 종기가 있는 개 밀리의 경우, 백혈구 세포가 세균을 파괴하기 위하여 리소좀을 사용하고 있다. 죽은 세포들은 리소좀 내의 효소들이 세포질로 분비될 때 체내에서 제거된다. 이 자기분해 과정은 세포를 대치하는 공간을 마련해준다. 미토콘드리아는 막대 모양의 세포소기관으로 세포에 따라 각기 다른 다양한 개수가 존재한다. 활성이 높은 세포일수록 더 많은 미토콘드리아가 존재한다. 미토콘드리아는 세포막과 유사하게 이중 막 구조를 가지고 있다. 외막은 매끈하며, 미토콘드리아의 모양을 결정한다. 내막은 주름이 많이 잡혀 있다. 이렇게 선반 모양이 안쪽으로 접혀있는 융기를 서릉이라고 부른다.

미토콘드리아는 영양물질들을 세포에 의하여 사용될 수 있는 에너지로 전환한다.