세포는 대사능력이 있고 환경에 대한 조절된 반응을 보이며 생장과 생식을 하는 생명의 특성을 지니고 있는 가장 작은 단위이다. 세포는 원형질막, DNA, 세포질을 근간으로 한다.
세포는 생화학반응을 위한 구획을 제공한다
세포설은 세포가 생물 구조와 기능의 기본단위이라고 주장한다. 살아있는 모든 생물은 세포로 구성되어 있고 모든 세포는 기존의 세포에서 나온다라고 한다.
세포의 표면은 환경과의 교환을 용이하도록 부피에 비해 더 커야 하기 때문에 세포는 작다.
모든 세포는 외부 환경과 내용물을 분리하는 선택적 투과성을 가진 원형질막(plasma membrane)에 둘러싸여 있다.
원핵세포는 핵이 없다
원핵세포는 보통 어떠한 내부 구획도 없지만 DNA를 가진 핵양체(nucleoid)와 거의 대부분이 용해된 이온, 작은 분자 그리고 단백질과 같은 수용성 거대분자를 가진 물로 이루어진 세포기질(cytosol), 리보솜(ribosome: 단백질 합성장소), 단백질 및 작은 분자를 가진 세포질(cytoplasm)을 가진다. 많은 원핵세포는세포 밖의 세포벽(cell wall)을 가진다.
세포질은 정적인 부위가 아니라 오히려 이 속에 있는 물질을 끊임없이 움직인다.
일부 원핵생물은 예로 광합성 막과 같은 접힌 막을 가지며, 몇몇은 이동용편모를 갖고 있다.
진핵세포는 핵과 소기관을 가진다
진핵세포는 생화학 기능을 구획화하는 막으로 둘러싸인 많은 소기관 (organelle)을 가진다.
핵(nucleus)은 세포 DNA의 대부분을 가지고 있다. 핵은 DNA가 위치하고 복제하는 장소이고, 유전자 전사가 일어나는 장소이자 핵 내 부위인 핵인은 RNA와 단백질로부터 리보솜이 조리되는 장소이다.
핵막, 소포체(endoplasmic reticulum), 골지체(Golgi apparatus) 및 리소솜(lysosome)으로 이루어진 내막계(endomembrane system)는 막으로 둘러싸인 일련의 상호관련된 구획이다. 이는 단백질을 격리하고 변형한다. 리소솜은 많은 소화효소를 갖고 있다.
미토콘드리아(mitochondria)와 엽록체(chloroplast)는 에너지를 처리하는 반자동 소기관이다.
액포(vacuole)는 많은 식물세포에서 우세하다. 이는 물과 용해된 물질로완전히 채워진 막으로 둘러싸인 구획이다.
세포골격은 구조와 운동을 제공한다
세포골격은 세포를 지탱하고 모양을 유지하고 세포 내 소기관의 위치와 이동을 조절한다. 세포질흐름이라는 세포질의 운동에 관여하며 세포 밖 구조아 상호작용하여 제 위치에 세포를 묶어준다.
세포골격(cytoskeleton)의 극미세섬유(microfilament), 중간미세섬유(intermediate filamennt) 및 미세소관(microtubule)은 세포에게 모양, 세기 및 운동을 제공한다.
세포의 전체 또는 부분의 이동을 돕고 세포 모양을 결정하고 안정화시키는 극미세섬유와 미세소관은 동적 불안정성(dynamic instability)을 가지며 빠르게 길이를 성장하거나 짧게 할 수 있다.
섬모(cillim)와 편모(flagellum)는 세포나 주위 액체 매체의 이동을 제공하는 원형질막의 미세소관으로 나열된 확장물이다.
모터 단백질은 세포 내에서 미세소관을 따라 '걸음'으로써 액포와 같은 세포 구성요소를 이동시킨다.
세포 밖 구조는 세포를 외부 환경과 소통시켜 준다
식물 세포벽(cell wall)은 주로 섬유소(cellulose)로 이루어져 있다. 세포벽은 이웃한 세포의 세포질을 연결하는 원형질연락사(plasmodesmata)에 의해 구멍 뚫려 있다. 세포벽은 세포를 지탱하고 세포 부피를 제한하는 역할을 한다. 또한 식물 질병을 유발하는 균류와 다른 생무의 침입에 대한 장벽으로 작용하고 식물세포가 팽창함에 따라 생장함으로써 식물의 형태에 기여한다.
동물에서 세포외기질(extracellular matrix)은 콜라겐과 프로테오글리칸을 포함하는 서로 다른 종류의 단백질로 구성된다. 인테그린은 세포외기질에 세포질을 연결한다.
특수한 세포결합이 동물조직에서 세포들을 연결한다. 여기에는 밀착결합(tight junction), 데스모솜(desmosome) 그리고 간극결합(gap junction)이 포함된다. 간극결합은 세포 간 통신에 관여한다.