Γιατί τα κύτταρα δεν μπορούν να αναπτυχθούν πέρα από ένα συγκεκριμένο μέγεθος;
1. Αναλογία επιφάνειας προς ένταση:
* Καθώς αναπτύσσεται ένα κύτταρο, ο όγκος του αυξάνεται πολύ ταχύτερος από την επιφάνεια του. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ο όγκος είναι μια τρισδιάστατη μέτρηση (μήκος x πλάτος x ύψος), ενώ η επιφάνεια είναι μια δισδιάστατη μέτρηση (μήκος x πλάτος).
* Η επιφάνεια του κυττάρου είναι όπου παίρνει θρεπτικά συστατικά και αποβάλλει τα απόβλητα. Εάν ο όγκος αυξάνεται πάρα πολύ σε σχέση με την επιφάνεια, το κύτταρο δεν θα είναι σε θέση να μεταφέρει αποτελεσματικά αρκετά θρεπτικά συστατικά και τα απόβλητα.
2. Ποσοστό διάχυσης:
* Η διάχυση είναι η κίνηση των μορίων από μια περιοχή υψηλής συγκέντρωσης σε χαμηλή συγκέντρωση. Τα κύτταρα βασίζονται στη διάχυση για τη μεταφορά θρεπτικών ουσιών και αποβλήτων.
* Καθώς ένα κύτταρο αυξάνεται, η απόσταση που τα μόρια πρέπει να ταξιδεύουν μέσω του κυτταροπλάσματος αυξάνεται. Αυτό επιβραδύνει τη διάχυση, καθιστώντας πιο δύσκολο για το κελί να διατηρήσει το εσωτερικό του περιβάλλον.
3. Αναλογία DNA προς κυτταρόπλασμα:
* Το DNA του κυττάρου (που βρίσκεται στον πυρήνα) περιέχει τις οδηγίες για την κατασκευή και τη διατήρηση του κυττάρου.
* Καθώς αναπτύσσεται ένα κύτταρο, ο όγκος του κυτταροπλάσματος αυξάνεται, αλλά η ποσότητα του DNA παραμένει η ίδια. Αυτό σημαίνει ότι το DNA του κυττάρου δεν είναι σε θέση να παρέχει αρκετές οδηγίες για να υποστηρίξει τον μεγαλύτερο όγκο του κυτταροπλάσματος.
4. Δομική υποστήριξη:
* Καθώς ένα κύτταρο αυξάνεται, η εσωτερική του δομή (ο κυτταροσκελετός) πρέπει να είναι ισχυρότερη για να υποστηρίξει το αυξανόμενο βάρος και τον όγκο.
* Εάν ο κυτταροσκελετός δεν είναι αρκετά ισχυρός, το κύτταρο θα μπορούσε να καταρρεύσει ή να παραμορφωθεί.
5. Κυτταρικές διεργασίες:
* Ορισμένες κυτταρικές διεργασίες, όπως η πρωτεϊνική σύνθεση, απαιτούν ορισμένες αναλογίες μορίων. Εάν το κύτταρο αναπτύσσεται πολύ μεγάλο, αυτές οι αναλογίες μπορούν να γίνουν μη ισορροπημένες, οδηγώντας σε προβλήματα με τη λειτουργία των κυττάρων.
Συνοπτικά:
Τα κύτταρα έχουν ένα όριο στο μέγεθός τους λόγω της ανάγκης διατήρησης της αποτελεσματικής μεταφοράς θρεπτικών ουσιών και αποβλήτων, ισορροπίας μεταξύ DNA και κυτταροπλάσματος, επαρκής δομική υποστήριξη και σωστή λειτουργία κυτταρικών διεργασιών.
Παράδειγμα:
Φανταστείτε ένα μπαλόνι. Καθώς το φουσκώνετε, η επιφάνεια επεκτείνεται, αλλά ο όγκος αυξάνεται πολύ πιο γρήγορα. Εάν συνεχίσετε να φουσκώνετε το μπαλόνι, τελικά θα σκάσει επειδή η επιφάνεια δεν μπορεί να συμβαδίσει με τον αυξανόμενο όγκο. Ομοίως, ένα κύτταρο δεν μπορεί να συνεχίσει να αυξάνεται επ 'αόριστον, επειδή η επιφάνεια του δεν μπορεί να υποστηρίξει τον αυξανόμενο όγκο, οδηγώντας σε προβλήματα μεταφοράς και τελικά σε κυτταρικό θάνατο.
