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4.2: Tamaño celular
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Cell Size
 
TRANSCRIPCIÓN

4.2: Cell Size

4.2: Tamaño celular

The size of cells varies widely among and within organisms. For instance, the smallest bacteria are 0.1 micrometers (μm) in diameter—about a thousand times smaller than many eukaryotic cells. Most other bacteria are larger than these tiny ones—between 1-10 μm—but they still tend to be smaller than most eukaryotic cells, which typically range from 10-100 μm.

Surface Area

Larger is not necessarily better when it comes to cells. For instance, cells need to take in nutrients and water through diffusion. The plasma membrane surrounding cells limits the rate at which these materials are exchanged. Smaller cells tend to have a higher surface area to volume ratio than larger cells. That is because changes in volume are not linear to changes in surface area. When a sphere increases in size, the volume grows proportional to the cube of its radius (r3), while its surface area grows proportional to only the square of its radius (r2). Therefore, smaller cells have relatively more surface area compared to their volume than larger cells of the same shape. A larger surface area means more area of the plasma membrane where materials can pass into and out of the cell. Substances also need to travel within cells. Hence the rate of diffusion may limit processes in large cells.

Adaptations

Prokaryotes are often small and divide before they face limitations due to cell size. Larger eukaryotic cells have organelles that facilitate intracellular transport. Also, structural changes help overcome limitations. Some cells that need to exchange large amounts of substances with the environment developed long, thin extrusions that maximize the surface area to volume ratio. An example of such structures are the root hairs of plant cells that facilitate the intake of water and nutrients. Therefore, cell size and surface area to volume ratio are crucial factors in the evolution of cellular characteristics.

El tamaño de las células varía ampliamente entre los organismos y dentro de ellos. Por ejemplo, las bacterias más pequeñas tienen un diámetro de 0,1 micrómetros, aproximadamente mil veces más pequeñas que muchas células eucariotas. La mayoría de las otras bacterias son más grandes que estas pequeñas, entre 1-10 m, pero todavía tienden a ser más pequeñas que la mayoría de las células eucariotas, que suelen oscilar entre 10 y 100 m.

Superficie

Más grande no es necesariamente mejor cuando se trata de células. Por ejemplo, las células necesitan tomar nutrientes y agua a través de la difusión. La membrana plasmática que rodea a las células limita la velocidad a la que se intercambian estos materiales. Las células más pequeñas tienden a tener una relación de superficie a volumen más alta que las células más grandes. Esto se debe a que los cambios en el volumen no son lineales a los cambios en el área de superficie. Cuando una esfera aumenta de tamaño, el volumen crece proporcional al cubo de su radio (r3),mientras que su superficie crece proporcional sólo al cuadrado de su radio (r2). Por lo tanto, las células más pequeñas tienen relativamente más área de superficie en comparación con su volumen que las células más grandes de la misma forma. Una superficie más grande significa más área de la membrana plasmática donde los materiales pueden pasar dentro y fuera de la célula. Las sustancias también necesitan viajar dentro de las células. Por lo tanto, la tasa de difusión puede limitar los procesos en células grandes.

Adaptaciones

Los prokaryotes son a menudo pequeños y se dividen antes de que se enfrenten a limitaciones debido al tamaño de la célula. Las células eucariotas más grandes tienen orgánulos que facilitan el transporte intracelular. Además, los cambios estructurales ayudan a superar las limitaciones. Algunas células que necesitan intercambiar grandes cantidades de sustancias con el medio ambiente desarrollaron extrusiones largas y delgadas que maximizan la relación superficie-volumen. Un ejemplo de estas estructuras son los vellos radiculares de las células vegetales que facilitan la ingesta de agua y nutrientes. Por lo tanto, el tamaño de la célula y la relación superficie-volumen son factores cruciales en la evolución de las características celulares.


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