몸집이 큰 코끼리와 몸집이 작은 개미의 경우를 생각해 보자. 이들 각각에서 세포를 한 개씩 떼어내 그 크기를 측정해 보면, 두 세포의 크기의 비는 몸집의 크기의 비와는 달리 큰 차이가 없었다.

  대부분의 세포들은 현미경으로 관찰해야 보일 정도로 그 크기가 작다. 왜 그렇게 작을까? 그 이유는 경제성에 있다. 이 작은 세포는 생물체를 이루는 구조적, 기능적 기본단위로서 바로 생명체의 축소판 그 자체인 것이다. 생물의 물질대사, 자극에 대한 반응, 생식은 바로 세포를 통해 나타나는 것이다. 생물이 정상적인 생명활동을 하려면 외부와 끊임없이 물질을 교환해야하는데 그 물질의 교환은 세포막에서 일어난다. 따라서 세포는 그 크기가 물질교환을 원할하게 할 수 있을 정도의 작은 크기를 유지한다. 따라서 세포는 작은 것일수록 효율적일 수 밖에 없다.

생물은 자꾸 성장을 하고 커 나간다. 따라서, 세포의 크기는 점점 커질 수 밖에 없다. 따라서 세포가 성장함에 따라 부피의 증가분을 표면적의 증가분이 따라 잡을 수 없게 된다. 즉, 한 변의 길이가 1cm, 2cm인 정육면체를 보면 표면적이 6cm2, 24cm2 인데 비하여 체적은 1cm3, 8cm3이다. 즉 표면적에 대한 체적의 비는 6:1에서 3:1로 줄어들게 된다. 세포에서의 물질 수송은 세포의 표면을 덮고 있는 세포막을 통해서 이루어지는데 정육면체의 한변의 길이가 두배로 늘어나면 물질 수송효율은 오히려 1/2로 줄어들게 되는 것이다. 따라서 세포의 부피에 맞추어 물질 교환이 원활히 이루어 질 수 있는 표면적일 때 까지만 세포가 커지고 표면적이 체적을 감당하지 못하게 되었을 때는 필연적으로 분열이 일어나게 된다.

또한 세포가 커지면 세포의 내부를 효율적으로 통제하기가 어려워진다. 즉 세포의 모든 활동은 핵의 명령에 의해 이루어지는데 세포가 커지면 세포의 내용물이 많아지게 되고 그렇게 되면 핵의 명령이 신속하게 전달될 수 없게 된다. 이때 세포는 분열하여 두개의 세포로 나뉘어지게 된다.

그러면 모든 세포들이 끊임없이 분열을 계속해 나가느냐 하면 그렇지 않다. 세포들도 수명이 있는데 일반적으로 정상세포는 대략 50회 정도 분열하면 분열 능력을 상실하게 된다. 물론 신경세포처럼 한번 분화하면 더 이상 분열 하지 않는 것도 있다. 여하튼 노쇠한 세포나 병든 세포는 분해되어 죽게되고 새로이 분열되어 생성된 세포로 대치된다. 우리 신체 내에는 여러 종류의 세포로 분화될 수 있는 능력을 가지고는 있으나 아직 미분화된 채로 여기저기 흩어져 있는 세포(간세포, stem cell)가 있는데, 이것들에서부터 새로운 세포가 만들어진다. 물론 이때는 아주 정밀한 통제하에서 필요한 세포가 꼭 필요한 수 만큼 만들어지도록 한다.

이렇게 정확하게 통제를 받는 세포들이 어떻게 분열을 멈출 수 있는가? 그것은 세포의 접촉저지 기능이라는 것으로 설명될 수 있다. 즉, 우리는 상처를 입어 피부가 일부 떨어져 나가면 바로 새로운 세포가 생겨나 피부가 재생된다. 이 과정을 살펴보면 상처 부위에서 새로운 세포들이 양 끝에서부터 증식 분화된다. 그러다가 상처부위의 가운데에서 세포들이 서로 만나게 되는데 이때 세포분열이 멈추게 되고 새로운 피부의 재생은 완성된다.

이와 같이 세포는 필연적으로 분열할 수 밖에 없는 구조이며 이 분열은 여러 이유로 어느 단계에서는 정확한 통제 하에서 각 기능에 맞도록 중단된다.