Abstrakt

Dimensionsanalyse des expansiven Wachstums von Zellen mit Wänden

Joseph K.E. Ortega

Expansives Wachstum ist von zentraler Bedeutung für die Entwicklung, Morphogenese und sensorischen Reaktionen von Algen-, Pilz- und Pflanzenzellen. Diese Zellen mit Wand erzeugen Turgordruck, indem sie Wasser absorbieren. Der Turgordruck erzeugt irreversible (plastische) und reversible (elastische) Deformationen in einer Wand, deren mechanische Eigenschaften biochemisch reguliert werden. Diese biophysikalischen Prozesse (Wasseraufnahme und Wanddeformation) werden durch etablierte, miteinander verbundene biophysikalische Gleichungen, die erweiterten Wachstumsgleichungen, beschrieben . Mithilfe einer Dimensionsanalyse werden die erweiterten Wachstumsgleichungen dimensionslos gemacht, wodurch dimensionslose Koeffizienten entstehen. Die dimensionslosen Koeffizienten werden als Verhältnisse biophysikalischer Prozesse interpretiert. Der Nutzen der dimensionslosen erweiterten Wachstumsgleichungen und der dimensionslosen Koeffizienten wird untersucht. Es wurde festgestellt, dass ein dimensionsloser Koeffizient Einblicke in die Wandchemie geben kann, die von verschiedenen Zellen zur Regulierung ihrer mechanischen Wandeigenschaften verwendet wird. Unterschiedliche Größen des dimensionslosen Koeffizienten für Algen-, Pilz- und Pflanzenzellen legen nahe, dass unterschiedliche molekulare Mechanismen zur Regulierung ihrer mechanischen Wandeigenschaften verwendet werden.