Τι συμβαίνει καθώς ένα κύτταρο μεγαλώνει σε μέγεθος;
Προκλήσεις ανάπτυξης:
* Η αναλογία επιφάνειας προς όγκο μειώνεται: Η κυτταρική μεμβράνη, η οποία ελέγχει αυτό που εισέρχεται και εξέρχεται από το κύτταρο, δεν αυξάνεται με τον ίδιο ρυθμό με τον όγκο του κυττάρου. Αυτό σημαίνει ότι η επιφάνεια του κυττάρου γίνεται μικρότερη σε σχέση με τον όγκο του, καθιστώντας πιο δύσκολο το κύτταρο να μεταφέρει θρεπτικά συστατικά και να αποβιβαστεί αποτελεσματικά.
* Η διάχυση γίνεται λιγότερο αποτελεσματική: Η απόσταση για τα μόρια να ταξιδεύουν μέσα στο κύτταρο αυξάνεται, επιβραδύνοντας τη διάχυση των θρεπτικών ουσιών και την απομάκρυνση των αποβλήτων.
* υπερφόρτωση DNA: Το DNA του κυττάρου, το οποίο περιέχει τις οδηγίες για τις λειτουργίες του κυττάρου, παραμένει η ίδια ποσότητα, ακόμη και όταν το κύτταρο αυξάνεται. Αυτό μπορεί να καταστήσει πιο δύσκολο για το DNA να ελέγχει αποτελεσματικά τις δραστηριότητες του κυττάρου.
Κυτταρική απόκριση:
* Κυτταρική διαίρεση: Για να ξεπεραστούν αυτές οι προκλήσεις, τα κύτταρα συνήθως διαιρούνται πριν γίνουν πολύ μεγάλα. Αυτό εξασφαλίζει ότι ο λόγος επιφάνειας προς όγκο παραμένει ευνοϊκή και ότι το DNA μπορεί να ελέγχει αποτελεσματικά τις δραστηριότητες του κυττάρου.
* εξειδίκευση: Σε πολυκύτταρους οργανισμούς, τα κύτταρα μπορούν επίσης να ειδικευτούν σε διαφορετικούς τύπους, ο καθένας με μια συγκεκριμένη λειτουργία, η οποία επιτρέπει πιο αποτελεσματικές διεργασίες ακόμη και όταν το κύτταρο είναι μεγάλο.
* Organelles: Τα κύτταρα αυξάνουν τον αριθμό και/ή το μέγεθος των οργανιδίων όπως τα μιτοχόνδρια και το ενδοπλασματικό δίκτυο για να υποστηρίξουν τις αυξημένες μεταβολικές απαιτήσεις ενός μεγαλύτερου κυττάρου.
Συνοπτικά:
Η κυτταρική ανάπτυξη μπορεί να είναι επωφελής, επιτρέποντας μεγαλύτερη λειτουργία. Ωστόσο, καθώς ένα κύτταρο αυξάνεται, αντιμετωπίζει προκλήσεις στη διατήρηση των μεταβολικών διεργασιών του λόγω της μειωμένης αναλογίας επιφάνειας προς όγκο, βραδύτερων ρυθμών διάχυσης και υπερφόρτωσης DNA. Αυτές οι προκλήσεις προκαλούν συχνά την κυτταρική διαίρεση, την εξειδίκευση και την ανάπτυξη οργανιδίων για τη διατήρηση της βιωσιμότητας και της αποτελεσματικότητας του κυττάρου.
