크게는 우리의 몸, 작게는 세균이나 박테리아를 구성하는 기본적인 단위인 세포의 종류는 어떤 기준으로 구별되며 나뉘는 것일까? 그것은 세포의 복잡성과 단순성으로 인해 구별되기도 한다. 또한 구조적으로 다른 두 종류의 세포는 오랜 기간을 거쳐 진화를 해 왔는데, 그렇기 때문에 이 두 종류의 세포는 기본적으로 몇 가지의 공통점이 있다. 세포의 공통점 중 하나인 세포의 구조에는, 세포는 원형질로 된 작은 상자 모양으로 핵(核)이라는 구형의 소체를 가지고 있다. 핵의 모양은 구형이 많으나 때로는 거대한 끈 모양이기도 하며 점액 속의 핵처럼 부정형인 것도 있다. 그리고 모든 세포는 유전자 정보에 의해 단백질을 만드는 작은 구조인 리보솜을 갖고 있으며, 당과 인산 그리고 네 종류의 염기로 구성된 뉴클레오티드라는 기본 단위가 결합하여 이루어진 DNA로 구성된 유전자를 지니고 있는 염색체를 가지고 있다.

그렇다면 두 종류로 구분되는 세포에는 어떤 종류의 세포가 존재하는 것일까? 박테리아와 고세균 같은 경우 원핵세포로 구성되어 있으며 그 외의 생명체인 원생생물, 조류, 식물, 동물과 같은 생명체들은 진핵세포로 구성되어 있다.

우선 진핵세포와 원핵세포의 가장 큰 차이점이라고 볼 수 있는 것은, 진핵세포는 막으로 둘러싸인 핵 안에 대부분의 유전 정보인 DNA를 보관하고 있다는 것이다. 또한 진핵세포의 경우 여러 세포내 소기관이 존재하여 세포질의 공간을 분획*화 시킨다. 이로써 진핵세포는 여러 가지 생화학반응을 동시에 수행할 수 있다. 원핵세포의 경우 이러한 구조가 없기 때문에, 스스로 에너지를 생산할 수 없으며 숙주-감염 방식이나 에너지를 생산할 수 있는 다른 물질에 기생하여 활동하는 것이 대표적이다.

원핵세포의 구성 요소는 크게 세포막, 세포질, 세포벽, 협막, 편모로 이루어 져 있는데, 원핵세포의 세포질은 세포막으로 둘러싸여 있다. 예를 들어 진정세균의 세포막은 진핵세포와 유사한 인지질 이중층 구조로 이루어져 있는데, 진정세균의 세포막은 진핵세포의 세포막에 있는 콜레스테롤이 없는 대신 호파노이드 라고 불리는 스테로이드와 유사한 분자를 가지고 있다. 세포벽은 그람 염색법에 의해 그람 양성과 그람 음성으로 나눌 수 있는데, 그람 양성은 보라색을, 그람 음성은 분홍색을 띄게 된다. 이러한 결과의 차이는 두 분류군 세포벽의 구조적인 차이 때문에 나타난다. 그람양성균의 세포벽은 두께가 20∼80 나노미터 정도의 펩티도글리칸* 단일 층으로 구성되어 있다. 이에 반해서 그람 음성균의 세포벽은 펩티도글리칸층의 두께가 7∼8 나노미터로 그람양성균보다 얇으며 펩티도글리칸층 바깥쪽으로 외막이라고 불리는 인지질 이중 막을 추가로 갖고 있다.

협막의 경우 일부의 원핵세포만이 가진 소기관으로써 원핵세포를 둘러싸는 하나의 점액 막이다. 마지막으로 편모는 원핵세포의 편모는 세포가 운동할 수 있게 하는 부속 기관이다. 편모는 가늘고 빳빳한 구조를 하고 있으며 지름은 20 나노미터, 길이는 15∼20 마이크로미터이다. 편모의 배열에 따라 세포가 하나의 편모를 가지는 단성 편모, 한쪽 끝에 여러 개의 편모가 달려있는 군모성 편모, 세포 표면에 균일하게 펴져 있는 주모성 편모, 양쪽 끝에 편모가 하나씩 달려있는 양극성 편모로 나눌 수 있다.

이러한 특성을 지닌 원핵세포의 DNA는 코일모양으로 뭉쳐서 핵양체*를 이루고 있으며, 진핵세포의 핵과는 달리 막으로 둘러싸여 있지 않다. 또한 원핵세포의 리보솜은 진핵세포의 리보솜보다 작으며 몇 가지 차이점을 보이는데, 이 차이는 원핵세포의 외막의 특징에서 오는 것인데, 원핵세포의 외막은 인체의 방어체계로부터 스스로를 보호하며 항생제에 의해 펩티도글리칸 세포벽의 교차결합이 억제되기 때문에 많은 항생제가 효과를 발휘한다. 이러한 약들은 펩티도글리칸이 없는 인체에는 무해하지만 펩티도글리칸이 존재하는 원핵세포인 박테리아에게는 효과적으로 작용하여 박테리아를 무력화 시킨다. 이러한 분자 수준의 차이는 특정한 항생 물질을 섭취하는 진핵생물체에는 작용하지 않고, 박테리아의 단백질 합성만을 억제하는 항생 물질의 기초가 된다.

*분획 : 여러 구역으로 나눔.

*펩티도글리칸 : 세균의 세포벽을 이루는 물질로서, 동일한 소단위체가 반복되어 만들어진 중합체*.

*중합체 : 분자가 중합(하나의 화합물이 2개 이상의 분자가 결합해서 다른 화합물이 되는 것)하여 생기는 화합물.

*핵양체 :  원핵생물에서 발견되는 유전정보를 담고 있는 물질을 포함하는 부위