Warum können Zellen nur bis zu einer bestimmten Größe wachsen?

Die Zellgröße wird durch das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen, das Nukleo-Zytoplasma-Verhältnis, die Zerbrechlichkeit der Zellmembran und die Strukturen, die die Zelle zusammenhalten, begrenzt. Jeder dieser Faktoren wirkt zusammen um die Fähigkeit der Zelle zu begrenzen, eine größere Größe zu unterstützen, gemäß Ivy-Rose Holistic.

Je größer eine Zelle wird, desto kleiner wird ihr Verhältnis von Oberfläche zu Volumen. Dies ist wichtig, da Nährstoffe, die in die Zelloberfläche eindringen, mit zunehmendem Zytoplasmavolumen zunehmen müssen. Die Zunahme der Oberfläche in der wachsenden Zelle kann jedoch nicht mit der Zunahme des Volumens Schritt halten, wodurch die Zelle im Wesentlichen ausgehungert wird, wenn sie zu groß wird.

Der Kern kontrolliert alle Aktivitäten im Zytoplasma und ist nur in der Lage, die Kontrolle im richtigen Verhältnis von Nukleo-Zytoplasma aufrechtzuerhalten. Ivy-Rose Holistic stellt fest, dass einige Zellen dieses Problem überwunden haben, indem sie mehr als einen Kern entwickelt haben. Ein Beispiel für diese mehrkernigen Zellen wären Muskelzellen.

Die Zellmembran kontrolliert alle Substanzen, die in eine Zelle eintreten und diese verlassen. Die Zellmembran ist relativ zerbrechlich und kann leicht durch Dinge wie Temperatur und Wasserdruck beeinflusst werden. Eine Erhöhung der Zellgröße erhöht das Risiko für die Zellmembran, wodurch die Zellgröße effektiv begrenzt wird.

Die Größe der Zelle ist auch durch die Größe der internen und externen Strukturen begrenzt, die die Zelle unterstützen. Beispiele für diese Strukturen sind das Zytoskelett und die Glykokalyx.