Вакуолите са един вид микроскопична клетъчна структура, наречена органела. Както растителните, така и животинските клетки могат да съдържат вакуоли, но вакуолите са много по-разпространени в растителните клетки. Те също са много по-големи в растителните клетки и често заемат много място в клетката.
Клетките на животните не винаги имат вакуола и повечето никога нямат голяма вакуола, защото това би причинило вреда на клетката и би нарушило функционирането на останалата част от клетката. Вместо това животинските клетки могат да имат няколко много малки вакуоли.
Вакуолите имат множество функции и в двата клетъчни типа, но те играят особено важна роля за растенията.
TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)
Вакуолата е вид органела, присъстваща в еукариотните клетки. Това е торбичка, заобиколена от единична мембрана, наречена тонопласт. Вакуолите изпълняват много функции, в зависимост от нуждите на клетката.
В животинските клетки те са малки и обикновено транспортират материали в и извън клетката. В растителните клетки вакуолите използват осмоза, за да абсорбират водата и да набъбнат, докато създадат вътрешен натиск върху клетъчната стена. Това осигурява клетъчна стабилност и подкрепа.
Структурата на вакуолата
Вакуолата е вид органела, наречена везикула. Това, което отличава вакуолите от другите видове везикули, е относителният им размер и дълготрайност. Вакуолата е торбичка, заобиколена от единична мембрана, наречена a тонопласт.
Тази вакуолна мембрана структурно наподобява плазмени мембрани които обграждат всяка клетка. Клетъчната мембрана непрекъснато регулира какво пътува в и извън клетката и какво трябва да стои навън или вътре; той използва протеинови помпи, за да изтласка материята навътре или навън, и протеинови канали, които позволяват или блокират входа или изхода на материята.
Подобно на плазмената мембрана на клетката, тонопластът също регулира притока и изтичането на молекули и микроби с протеинови помпи и протеинови канали. Тонопластът обаче не регулира входовете и изходите в клетките, но вместо това действа като охрана за това какви видове материя имат право да преминават към и от вакуолите.
Вакуолите имат способността да променят своята функция, за да обслужват нуждите на клетката. За целта основната им стратегия е да променят размера или формата си. Например, растителните клетки често имат голяма вакуола, която заема значителна част от пространството в клетката, тъй като вакуолата съхранява вода. Централната вакуола в растителните клетки често заема от 30 до 90 процента от площта в клетката. Тази сума се променя с промяната на нуждите за съхранение и поддръжка на централата.
Ролята на вакуолата в еукариотните клетки
Еукариот клетки включват всички клетки, които имат ядро и други органели, свързани с мембраната. Еукариотните клетки участват в клетъчното делене чрез процесите на митоза и мейоза. За разлика от това прокариотичен клетките обикновено са едноклетъчни организми, на които липсват каквито и да било мембранно свързани органели и които се размножават безполово чрез бинарно делене. Всички животински и растителни клетки са еукариотни клетки.
Има голям брой растителни и животински видове. Освен това за всяко отделно растение или животно обикновено има редица различни системи от органи и органи, всеки със свои собствени видове клетки.
Специфичните нужди на клетката от много адаптивната вакуола зависят от работата на тази клетка и от условията на околната среда в растителното или животинското тяло по всяко време. Някои от тези вакуолни функции включват:
- Съхранение на вода
- Осигуряване на бариера за вещества, които трябва да бъдат отделени от останалата част от клетката
- Премахване, унищожаване или съхраняване на токсични вещества или отпадъчни продукти за защита на останалата част от клетката
- Премахване на неправилно сгънати протеини от клетката
Ролята на вакуолата в растителните клетки
Растенията използват вакуолите по различен начин от животните или други организми. Уникалните функции на вакуолите в растителните клетки помагат на растенията да правят много неща, като например да растат нагоре в твърдо състояние стъбла, се простират към слънчевата светлина и придобиват енергия от нея и се предпазват от хищници и суша.
Растителните клетки обикновено съдържат една голяма вакуола, която запълва повече пространство в клетката, отколкото която и да е друга органела. Вакуолата на растителните клетки се състои от тонопласта, който образува торбичка около течност, наречена клетъчен сок. Клетъчният сок съдържа вода и редица други вещества. Те могат да включват:
- Соли
- Ензими
- Захари и други въглехидрати
- Липиди
- Йони
Клетъчният сок може също да съдържа токсини, които вакуолата е помогнала да се отстрани от останалата част от клетката. Тези токсини могат да действат като механизъм за самозащита на някои растения срещу тревопасни животни.
Концентрацията на йони в клетъчния сок е полезен инструмент за придвижване на вода във и извън вакуолата чрез осмоза. Ако концентрацията на йони е по-висока във вакуолата, водата преминава през тонопласта във вакуолата. Ако концентрацията на йони е по-висока в цитоплазмата извън вакуолата, водата се премества от вакуолата. Вакуолата се увеличава или свива, когато водата се придвижва във или извън нея.
Процесът на осмоза за управление на размера на вакуолата води до желано количество вътрешно налягане върху клетъчната стена. Това е известно като тургор налягане, и тя стабилизира клетката и увеличава структурата на растението. Повишаването на тургорното налягане на вакуолата може също да помогне за стабилизиране на клетката по време на периоди на клетъчен растеж. Голямата вакуола също така изпълнява функцията за поддържане на клетъчната структура, чрез натрупване на други органели в оптималните им местоположения в клетката.
Ролята на вакуолата в животинските клетки
Докато растителните вакуоли са лесно разпознаваеми поради голямото пространство, което заемат вътре в клетката, животинските клетки не биха се възползвали от голяма централна вакуола. Това е особено вярно, защото животинските клетки нямат клетъчна стена, за да осигурят противоналягане на тургорно налягане на голяма вакуола и в крайна сметка животинските клетки биха избухнали. Животинските клетки могат да нямат вакуоли или могат да имат няколко вакуоли, в зависимост от функцията и нуждите на клетката.
Вместо да действат като структурни елементи, вакуолите в животинските клетки са малки и прекарват по-голямата част от времето си, осигурявайки транспортиране в и извън клетката за различни органични материали. Има два вида транспорт, които вакуолите осигуряват: екзоцитоза и ендоцитоза.
Екзоцитоза е методът, чрез който вакуолите преместват материалите от клетката. Тези материали често са нежелани материали като отпадъци или молекули, предназначени за други клетки или извънклетъчната течност. По време на екзоцитоза вакуолите подготвят някои молекули, за да освободят сигнали, които ще бъдат получени от други клетки, които ще извлекат тези молекули.
Ендоцитоза е обратният процес на екзоцитоза, при който вакуолите помагат за внасянето на органични вещества в животинската клетка. В случай на сигнални молекули, които са опаковани и освободени от вакуолата на клетка, вакуола от друга клетка може да приеме молекулата и да я вкара в клетката.
Ендоцитозата е важна функция за вакуолата в животинските клетки, тъй като тя допринася за имунитет от заразна болест. Вакуолите могат да внасят бактерии и други микроби в клетките, като същевременно поддържат останалата част от клетката в безопасност. Вътре във вакуолата ензимите работят върху разграждането на опасните патогени.
Вакуолите също предпазват животните от болести и опасност по същия начин, като разграждат потенциалните хранителни продукти и други токсини, като бариерата на тонопласта запазва молекулите-нарушители от останалата част клетка.