Vacuoles: Määritelmä, toiminto, rakenne

Vacuoles ovat eräänlainen mikroskooppinen solurakenne, jota kutsutaan organelleiksi. Sekä kasvi- että eläinsolut voivat sisältää vakuoleja, mutta vakuolit ovat paljon yleisempiä kasvisoluissa. Ne ovat myös paljon suurempia kasvisoluissa ja vievät usein paljon tilaa solussa.

Eläinsoluissa ei aina ole vakuolia, eikä useimmilla ole koskaan suurta vakuolia, koska se vahingoittaisi solua ja häiritsisi muun solun toimintaa. Eläinsoluissa voi sen sijaan olla useita hyvin pieniä vakuoleja.

Vacuoleilla on useita toimintoja molemmissa solutyypeissä, mutta niillä on erityisen tärkeä rooli kasveille.

TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)

Vacuole on eräänlainen organelli, jota esiintyy eukaryoottisoluissa. Se on pussi, jota ympäröi yksi kalvo, jota kutsutaan tonoplastiksi. Vacuolit palvelevat monia toimintoja solun tarpeista riippuen.

Eläinsoluissa ne ovat pieniä ja kuljettavat tyypillisesti materiaaleja soluun ja sieltä pois. Kasvisoluissa vakuolit käyttävät osmoosia veden imeytymiseen ja turpoamiseen, kunnes ne luovat sisäistä painetta soluseinää vasten. Tämä tarjoaa solujen vakauden ja tuen.

Vacuole on eräänlainen organelli, jota kutsutaan rakkulaksi. Mikä erottaa vakuolit muista vesikkeleistä, on sen suhteellinen koko ja pitkäikäisyys. Vacuole on pussi, jota ympäröi yksi kalvo, jota kutsutaan a tonoplastia.

Tämä vakuolimembraani muistuttaa rakenteellisesti plasmamembraanit joka ympäröi jokaista solua. Solukalvo säätelee jatkuvasti sitä, mikä kulkee soluun ja ulos solusta ja mitä on pysyttävä ulkona tai sisällä; se käyttää proteiinipumppuja aineen työntämiseen sisään tai ulos, ja proteiinikanavat aineen sisään- tai uloskäyntien sallimiseksi tai estämiseksi.

Kuten solun plasmakalvo, tonoplast säätelee myös molekyylien ja mikrobien sisään- ja ulosvirtausta proteiinipumpuilla ja proteiinikanavilla. Tonoplast ei kuitenkaan säätele solujen sisään- ja uloskäyntejä, vaan toimii sen sijaan vartijana, minkä tyyppiselle aineelle kulkeutuu tyhjöihin ja sieltä.

Vacuoleilla on kyky muuttaa toimintaansa palvelemaan solun tarpeita. Tätä varten heidän päästrategiana on muuttaa kokoa tai muotoa. Esimerkiksi kasvisoluissa on usein suuri vakuoli, joka vie suuren osan solun tilasta, koska vakuoli varastoi vettä. Kasvisolujen keskeinen vakuoli vie usein missä tahansa 30-90 prosenttia solun pinta-alasta. Tämä määrä muuttuu, kun laitoksen varastointi- ja tukitarpeet muuttuvat.

Eukaryoottinen soluja sisältää kaikki solut, joilla on ydin ja muut kalvoon sitoutuneet organellit. Eukaryoottisolut sitoutuvat solujen jakautumiseen mitoosin ja meioosin prosesseilla. Sitä vastoin, prokaryootti solut ovat tyypillisesti yksisoluisia organismeja, joista puuttuu membraaniin sitoutuneita organelleja ja jotka lisääntyvät aseksuaalisesti binäärisen fissioinnin kautta. Kaikki eläin- ja kasvisolut ovat eukaryoottisoluja.

Kasvi- ja eläinlajeja on paljon. Lisäksi jokaiselle yksittäiselle kasville tai eläimelle on tyypillisesti useita erilaisia ​​elinjärjestelmiä ja elimiä, joista jokaisella on omat solutyyppinsä.

Solun erityistarpeet hyvin mukautuvan vakuolin suhteen riippuvat solun työstä ja kasvin tai eläimen kehon ympäristöolosuhteista kulloinkin. Muutamia näistä vacuole-toiminnoista ovat:

• Veden varastointi
• Esteen muodostaminen aineille, jotka on erotettava solun muusta osasta
• Myrkyllisten aineiden tai jätteiden poistaminen, tuhoaminen tai varastointi muun solun suojaamiseksi
• Väärin taitettujen proteiinien poistaminen solusta

Kasvit käyttävät vakuoleja eri tavalla kuin eläimet tai muut organismit. Kasvisolujen vakuolien ainutlaatuiset toiminnot auttavat kasveja tekemään monia asioita, kuten kasvamaan kiinteästi ylöspäin varret, venyvät kohti auringonvaloa ja hankkivat siitä energiaa, ja suojautuvat saalistajilta ja kuivuus.

Kasvisolut sisältävät yleensä yhden suuren vakuolin, joka täyttää enemmän tilaa solussa kuin mikään muu organelli. Kasvisolujen vakuoli koostuu tonoplastista, joka muodostaa pussin kutsutun nesteen ympärille soluneste. Solumehu sisältää vettä ja useita muita aineita. Näitä voivat olla:

• Suolat
• Entsyymit
• Sokerit ja muut hiilihydraatit
• Lipidit
• Ionit

Solumehu voi sisältää myös toksiineja, joita vacuole on auttanut poistamaan muusta solusta. Nämä toksiinit voivat toimia joidenkin kasvien itsepuolustusmekanismina kasvinsyöjiä vastaan.

Ionipitoisuus solunesteessä on hyödyllinen väline veden siirtämiseen vakuoliin ja ulos siitä osmoosin kautta. Jos ionipitoisuus on suurempi vakuolissa, vesi liikkuu tonoplastin läpi vakuoliin. Jos ionipitoisuus on suurempi sytoplasmassa vakuolin ulkopuolella, vesi liikkuu vakuolista. Vakuoli laajenee tai kutistuu, kun vesi liikkuu siihen tai siitä pois.

Osmoosiprosessi vakuolin koon hallitsemiseksi johtaa toivottuun määrään sisäistä painetta soluseinään. Tämä tunnetaan nimellä turgorin paineja se vakauttaa solun ja lisää kasvin rakennetta. Vakuolin turgoripaineen lisääminen voi myös auttaa vakauttamaan solua solukasvun aikana. Suuri vakuoli palvelee myös solurakenteen ylläpitämistä työntämällä muut organellit optimaalisiin paikkoihinsa solussa.

Vaikka kasvien vakuolit ovat helposti tunnistettavissa solun sisällä viemän suuren tilamäärän vuoksi, eläinsolut eivät hyötyisi suuresta keskusvakuolista. Tämä pätee erityisesti siksi, että eläinsoluilla ei ole soluseinää vastapaineen tuottamiseksi suuren vakuolin turgoripaineelle, ja eläinsolut lopulta räjähtäisivät. Eläinsoluissa ei voi olla vakuoleja tai niillä voi olla useita vakuoleja solun toiminnasta ja tarpeista riippuen.

Sen sijaan, että toimisivat rakenteellisina elementteinä, eläinsolujen vakuolit ovat pieniä ja viettävät suurimman osan ajastaan ​​kuljetukselle soluun ja sieltä pois erilaisille orgaanisille materiaaleille. Vakuolit tarjoavat kahdenlaisia ​​kuljetuksia: eksosytoosi ja endosytoosi.

Eksosytoosi on menetelmä, jolla vakuolit siirtävät materiaaleja solusta. Nämä materiaalit ovat usein ei-toivottuja materiaaleja, kuten jätettä, tai molekyylejä, jotka on tarkoitettu muille soluille tai solunulkoiselle nesteelle. Eksosytoosin aikana vakuolit valmistavat joitain molekyylejä vapauttamaan signaaleja, jotka muut solut vastaanottavat, mikä noutaa nämä molekyylit.

Endosytoosi on eksosytoosin käänteinen prosessi, jossa vakuolit auttavat tuomaan orgaanista ainetta eläinsoluun. Signaalimolekyylien tapauksessa, jotka solun vakuoli oli pakannut ja vapauttanut, toisen solun vakuoli voi vastaanottaa molekyylin ja tuoda sen soluun.

Endosytoosi on tärkeä tehtävä vakuolille eläinsoluissa, koska se edistää immuniteettia tarttuvalta taudilta. Vacuolit voivat tuoda bakteereja ja muita mikrobeja soluihin pitämällä loput solusta turvassa. Vakuolin sisällä entsyymit pyrkivät hajottamaan vaaralliset taudinaiheuttajat.

Vakuuolit suojaavat eläimiä myös sairauksilta ja vaaroilta samalla tavalla hajottamalla potentiaalista ruokaa ja muut toksiinit, ja tonoplastin este pitää loukkaavat molekyylit muusta solu.