Science >> Wetenschap & Ontdekkingen >  >> Biologie

Limieten voor celgrootte:oppervlakte en volume uitgelegd

Cellen hebben een maximale grootte vanwege de relatie tussen oppervlakte en volume . Dit is waarom:

* Oppervlakte: Dit is de totale oppervlakte van het buitenmembraan van de cel. Het bepaalt hoeveel materiaal de cel kan binnenkomen en verlaten.

* Volume: Dit is de hoeveelheid ruimte in de cel. Het bepaalt hoeveel de cel moet transporteren en hoeveel ruimte er nodig is voor interne processen.

Het probleem: Naarmate een cel groeit, neemt het volume ervan veel sneller toe dan het oppervlak. Denk aan een ballon:als je hem opblaast, neemt het volume ervan snel toe, maar het oppervlak neemt slechts proportioneel toe.

Waarom dit belangrijk is:

* Opname van voedingsstoffen en afvalverwijdering: Een groter volume heeft meer voedingsstoffen nodig en produceert meer afval. Een kleiner oppervlak betekent echter minder ruimte voor het in- en uittransport van deze materialen. Uiteindelijk wordt het oppervlak van de cel te klein om aan de behoeften van het volume te voldoen.

* Verspreiding: Veel essentiële stoffen bewegen zich door diffusie door het celmembraan. Naarmate een cel groeit, wordt de afstand die deze stoffen moeten afleggen groter, waardoor de diffusie minder efficiënt wordt.

* DNA-controle: Het DNA van de cel moet alle activiteiten in de cel controleren. Naarmate de cel groter wordt, zou het DNA overweldigd raken bij een poging een steeds groter volume te beheren.

De oplossing: In plaats van oneindig groot te worden, delen cellen zich! Hierdoor kan de cel een gunstige verhouding tussen oppervlakte en volume behouden, wat een efficiënt transport en goede interne processen garandeert.

Samengevat: De maximale grootte van cellen is een gevolg van de fysieke beperkingen van diffusie, opname van voedingsstoffen en verwijdering van afval, allemaal bepaald door de relatie tussen oppervlakte en volume. Door zich te delen behouden de cellen een beheersbare omvang en zorgen ze voor een efficiënte werking.