Esta es una pregunta muy compleja para responder. Permítanos comparar solo las células bacterianas y humanas para hacer la vida más fácil. Cuando dices apiñamiento, ¿estamos hablando de hacinamiento causado por macromoléculas como proteínas o amontonamiento debido a macromoléculas, moléculas pequeñas e iones? Trataré de encontrar la densidad en cada tipo de celda. ¡Que gane la célula más densa!
Compararemos E. coli con H. sapiens. Asumiré que el volumen de la bacteria es de 1 micra cúbica y el volumen de la célula humana es de alrededor de 1000 micrones cúbicos. Hay células humanas más grandes y más pequeñas, pero esto debería funcionar. El volumen del núcleo es de alrededor de 400 a 500 micrones cúbicos, sí, son tan grandes. Eso nos deja con 500 micrones cúbicos para trabajar.
Macromoléculas: se estima que las bacterias tienen alrededor de 2 millones de proteínas citosólicas, mientras que las células humanas tienen alrededor de mil millones de copias de proteínas por célula. Además, las bacterias tienen alrededor de 77 fg de ARN y 18.3 fg de ADN. Las células humanas tienen alrededor de 10 pg de ARN. Suponiendo un tamaño de ARN promedio de alrededor de 1000 pb en bacterias, nos da 77000 moléculas de ARNm. Además, hay 375,000 moléculas de ARNt y 0,1 millones de moléculas de ARNr.
Por el contrario, las células humanas tienen alrededor de 7 millones de ARNr, 30 millones de ARNr y 0,4 millones de moléculas de ARNm en total.
Sin embargo, no hay muchos datos disponibles sobre la distribución intracelular de moléculas pequeñas. Asumiendo que la concentración iónica es bastante comparable, las bacterias tienen alrededor de 2.5 millones de macromoléculas empaquetadas en un espacio de 1 micra cúbica en oposición a una célula humana con 1.04e + 9 macromoléculas en un volumen de 1000 micras cúbicas. Eso hace que E. coli sea el ganador.
Advertencias: La forma y el volumen de las proteínas definitivamente afectan el apiñamiento de las células. También hemos ignorado la contribución de otros orgánulos como las mitocondrias / golgi / ER, etc. El factorizarlos podría darnos un ganador completamente diferente. Peusner (1974) estima 0.5 billones de moléculas por célula bacteriana, mucho más alto que lo que tenemos arriba . Además, si excluimos el volumen de nucleido en una bacteria, se vuelve superdenso en bacterias.
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Referencias
El balance para la transcripción: un análisis del metabolismo del ARN nuclear en células de mamíferos
Reconocimiento de genes individuales en una sola célula bacteriana mediante hibridación fluorescente in situ – RING-FISH
Datos de ácido nucleico
Página en weizmann.ac.il
Página en ub.rug.nl
Página en horizonpress.com
La base de datos de números biológicos útiles
