موانع رشد سلول
چرا در جانداران مختلف- از تك سلوليها گرفته تا فيل و والها- اندازهي سلولها تقريبا مشابه و معمولا از چند ميكرون تجاوز نميكند؟ چه عاملي باعث ميشود كه رشد سلولها در يك مرحله متوقف شده و تقسيم سلولي رخ بدهد؟ اگر سلول بزرگ ميشد چه اتفاقي ميافتاد؟
نسبت بين فضاي دروني سلول و سطح غشا علت اصلي محدوديت رشد سلولي است. براي ادامهي حيات، سلول بايد بين مواد ورودي (از قبيل اكسيژن، آب و مواد معدني) و مواد خروجي (مواد زائد) توازن برقرار كند. رابطهي مستقيمي بين مواد ورودي و خروجي و سطح غشاي سلول وجود دارد؛ در واقع غشاي سلول همانند دهان، بيني و دستگاه دفعي عمل ميكند. هر چه اندازهي سلول بيشتر باشد نسبت حجم به غشا بيشتر شده، سلول به غشاي بزرگتري نياز دارد در نتيجه سلول نميتواند مواد مورد نياز را وارد سلول و همچنين نميتواند مواد زائد و سمي سلول را دفع كند. همچنين وقتي سلول بزرگتر ميشود نسبت وزن سلول به سطح غشا نيز افزايش مييابد. در نتيجه هر چه سلول كوچكتر باشد شانس بقاي بيشتري خواهد داشت.
اما چرا اكثر سلولها كروي هستند؟ سلول كروي داراي حداكثر اندازه مساحت سطح غشا و استحكام سلولي است درست مثل يك حباب كروي شكل. بعضي تك سلوليها داراي شكل ميلهاي هستند. هرچند كه شكل ميلهاي در مقايسه با شكل كروي داراي مساحت سطح بيشتري است، اما شكل ميلهاي داراي استحكام كمتري نسبت به شكل كروي است.
در بعضي سلولها تا سلول به اندازهي مشخصي نرسد تقسيم روي نميدهد. مواد غذايي يكي از عواملي است كه بر اندازهي سلول تاثيرگذار است؛ از اين رو، مواد غذايي محدودتر باعث رشد كمتر و در نتيجه سرعت تقسيم كمتر ميشود. در كل يك آنزيم پروتئين كيناز - كه يك گروه فسفريله به پروتئين اضافه ميكند- مسؤل كنترل اندازهي سلولي است. كيناز با فسفريله كردن آنزيم تنظيم چرخهي سلولي (Cdc2در مخمر و CDK در پستانداران)، آن را غير فعال و از تقسيم سلولي جلوگيري ميكند.
اما هميشه اندازهي سلولي توسط آنزيمهاي تنظيم كنندهي چرخهي سلولي كنترل نميشود. در بعضي سلولها مثل سلول ماهيچهاي و تخم، سلولها بعد از تقسيم شدن طي فرايندهايي دوباره با يكديگر ادغام شده و سلولهاي بزرگتر (سينسيستا) را ميسازند. همچنين در سلول گياهي هورمون اكسين با تغيير دادن اندازهي ديواره سلولي اجازه رشد بيشتر را به سلول ميدهد.