세포 이론 또는 세포설(細胞說, cell theory)
생물학에서 세포의 고유한 특성을 설명하는 과학 이론
세포는 모든 생물의 기본 단위이자 재생산의 단위이기도 하다. 17세기 현미경의 발명과 그 이후 계속하여 이루어진 개량으로 세포의 발견과 관찰이 가능하게 되었다. 세포의 발견에는 로버트 훅이 큰 기여를 하였으며, 이후 세포에 대한 연구로 세포생물학이 성립하게 되었다. 세포의 발견 이후 과학자들 사이의 논쟁을 거쳐 세포가 생물의 기본 단위라는 사실이 밝혀졌다. 1838년 마티아스 야코프 슐라이덴과 테오도어 슈반이 세포 이론을 발표하였고, 이후 루돌프 피르호와 같은 과학자들이 이론의 발전에 기여하였다. 세포 이론은 생물학의 기초 지식으로 자리잡고 있다.
세포 이론의 세 가지 핵심 개념
모든 생물은 하나 이상의 세포로 이루어져 있다.(그러나, 바이러스와 같은 비세포성 생물에 대한 논란이 있다.
세포는 생물을 이루는 기본 단위이다.
세포는 이전에 이미 존재하는 세포로부터 나온다.
DNA(유전 정보)는 세포에서 세포로 전달된다
세포 이론
⑴ 세포 : 모든 생물의 기능적, 구조적 단위
⑵ 세포 이론(cell theory)
① George Palade : 세포생물학의 아버지. 전자현미경을 직접 개발
② 내용 1. 모든 생명체는 세포로 구성
○ 세포 : 생명현상이 일어나는 계. 세포막으로 둘러싸인 계
○ 세포는 세포소기관들로 구성
○ 세포소기관은 공통적인 생체 고분자로 구성
③ 내용 2. 모든 세포는 세포로부터 옴
○ 예외 : 화학진화론
⑶ 세포의 개수
① 인간의 몸은 약 260 종류의 세포로 구성
② 성인의 몸은 약 100조 개의 세포로 구성
⑷ 세포의 크기
① 증가 요인 : 세포의 크기는 세포활동을 위한 DNA, 단백질 등을 담기 위해 충분히 커야 함
② 감소 요인 (표면-부피가설) : 세포 활동의 효율(∝ 표면적 ÷ 부피)을 높이기 위해 충분히 작아야 함
③ 실제 세포의 크기는 증가 요인과 감소 요인의 균형점(trade-off)에서 결정됨
⑸ 세포의 종류 : 원핵세포(prokaryotic cell)와 진핵세포(eukaryotic cell)
① 원핵세포 : 박테리아, 남조류 등
○ 지구상에서 가장 처음 나타난 세포 유형
○ 직경 : 약 1 ㎛ ~ 10 ㎛
○ 공통 1. 세포막, 유전체, 리보솜 존재
○ 공통 2. 선모, 편모, 세포벽, 세포벽을 둘러싼 캡슐이 있음
○ 차이 1. 막성 소기관이 없음
○ 차이 2. 진정한 핵을 갖고 있지 않음. 대신 핵양체(nucleoid)가 있음
○ 차이 3. E. coli 등의 대부분의 원핵세포는 1개의 원형 DNA를 가짐 : 일부는 여러 개의 원형 DNA를 가짐
② 진핵세포 : 동물세포, 식물세포, 균류, 대부분의 조류 등
○ 직경 : 약 10 ㎛ ~ 100 ㎛
○ 동물세포는 원형이고 식물세포는 사각형임
○ 공통 1. 세포막, 유전체, 리보솜 존재
○ 공통 2. 일부가 섬모, 편모, 세포벽, 세포벽을 둘러싼 캡슐을 가짐
○ 차이 1. 핵과 막에 싸여 있는 세포소기관을 가지고 있음
○ 차이 2. 핵막이 있음
○ 차이 3. 여러 개의 선형 DNA로 구성돼 있음
⑹ 세포의 종류 : 동물세포와 식물세포
| 동물세포 | 식물세포 | |
| 중심립 | 중심립 존재 (운동 담당) | 중심립 없음 |
| 액포 | 액포 없음 | 액포가 30% 부피를 차지 |
| 미토콘드리아 | 1000 ~ 3000개 | 100 ~ 200개 |
| 엽록체 | 없음 | 있음 |
| 세포벽 | 없음 | 있음 |
⑺ 세포의 구조
① 내막계(endomembrane)
② 물질대사 세포소기관
③ 넓은 의미의 세포골격
④ 세포질(cytoplasm)