Zellgröße

Zellgröße beschreibt die räumliche Ausdehnung einer Zelle, typischerweise den Durchmesser bei kugelförmigen Zellen oder das Volumen bei unregelmäßig geformten Zellen. Sie variiert stark zwischen Organismen, Zelltypen und Entwicklungsstadien und beeinflusst grundlegende Eigenschaften wie Stoffwechselgeschwindigkeit, Diffusion und Membranaustausch.

Sie wird durch genetische Programme, Wachstumsraten und Umweltfaktoren bestimmt. Ein zentrales Limit ist das Oberflächen-zu-Volumen-Verhältnis SA:V. Mit zunehmender Größe sinkt dieses Verhältnis, wodurch der effektive Transport von Nährstoffen, Signalmolekülen und Abfällen eingeschränkt wird. Zellen begegnen diesem Problem durch Vergrößerung der Zelloberfläche, Änderung der Form oder durch polyploide bzw. mehrkernige Zustände; außerdem variiert der Kern-Zytoplasma-Anteil je nach Zelltyp (Nukleocytoplasmatisches Verhältnis).

Typische Größenbereiche: Prokaryoten ca. 0,2–5 µm im Durchmesser; Eukaryoten allgemein 5–100 µm. Tierische Zellen liegen oft im Bereich 10–30 µm; rote Blutkörperchen ~7–8 µm. Pflanzliche Zellen sind häufig größer, oft 10–100 µm, und enthalten große Vakuolen. In Ausnahmefällen können einzellige Algen oder andere Organismen Größen im Millimeterbereich erreichen, dank spezialisierter Transport- und Wassernutzungssysteme.

Die Zellgröße beeinflusst Reaktionsgeschwindigkeit, Metabolismus und Signalwege. Zellen nutzen typischerweise einen Kontrollmechanismus von Wachstum zu Teilung: Sie wachsen, erkennen eine kritische Größe und teilen sich, wodurch die Größe konstant gehalten oder in Geweben variiert wird.

Messung erfolgt durch Mikroskopie und Bildanalyse (Durchmesser/Volumen), sowie durch Messmethoden wie Flusszytometrie (Forward Scatter korreliert mit Größe) oder Coulter-Zähler. Elektronenmikroskopie liefert Detailinformationen über Struktur, nicht Größe.