Vakuole su jedna vrsta mikroskopske stanične strukture koja se naziva organela. I biljne i životinjske stanice mogu sadržavati vakuole, ali vakuole su daleko zastupljenije u biljnim stanicama. Oni su također puno veći u biljnim stanicama i često zauzimaju puno prostora unutar stanice.
Životinjske stanice nemaju uvijek vakuolu, a većina ih nikad nema veliku, jer bi to naštetilo stanici i poremetilo funkcioniranje ostatka stanice. Umjesto toga, životinjske stanice mogu imati nekoliko vrlo malih vakuola.
Vakuole imaju više funkcija u obje vrste stanica, ali igraju posebno važnu ulogu za biljke.
TL; DR (predugo; Nisam pročitao)
Vakuola je vrsta organela prisutna u eukariotskim stanicama. To je vrećica okružena jednom membranom koja se naziva tonoplast. Vakuole služe mnogim funkcijama, ovisno o potrebama stanice.
U životinjskim su stanicama male i obično transportiraju materijale u i iz stanice. U biljnim stanicama vakuole koriste osmozu za upijanje vode i bubrenje sve dok ne stvore unutarnji pritisak na staničnu stijenku. To osigurava staničnu stabilnost i potporu.
Struktura vakuole
Vakuola je vrsta organele koja se naziva vezikula. Ono što vakuole razlikuje od ostalih vrsta vezikula je njihova relativna veličina i dugovječnost. Vakuola je vrećica okružena jednom membranom koja se naziva a tonoplast.
Ova vakuolna membrana strukturno podsjeća na plazma membrane koji okružuju svaku ćeliju. Stanična membrana neprestano regulira što putuje unutar i izvan stanice, a što mora ostati vani ili unutra; koristi proteinske pumpe za potiskivanje materije unutra ili van, te proteinske kanale koji omogućuju ili blokiraju ulazak ili izlazak materije.
Poput plazmatske membrane stanice, i tonoplast regulira dotok i odljev molekula i mikroba pomoću proteinskih pumpi i proteinskih kanala. Tonoplast, međutim, ne regulira ulaze i izlaze u stanice, već djeluje kao zaštitar vrstama tvari kojima je dopušten prolaz u i iz vakuola.
Vacuole mogu mijenjati svoju funkciju kako bi zadovoljile potrebe stanice. Da bi to učinili, glavna im je strategija promijeniti veličinu ili oblik. Na primjer, biljne stanice često imaju veliku vakuolu koja zauzima znatan dio prostora unutar stanice jer vakuola skladišti vodu. Središnja vakuola u biljnim stanicama često zauzima od 30 do 90 posto površine unutar stanice. Ova se količina mijenja kako se mijenjaju potrebe skladišta i podrške postrojenja.
Uloga vakuole u eukariotskim stanicama
Eukariotski Stanice uključuju sve stanice koje imaju jezgru i druge organele povezane s membranom. Eukariotske stanice sudjeluju u diobi stanica procesima mitoze i mejoze. Po kontrastu, prokariotski stanice su tipično jednoćelijski organizmi kojima nedostaju organele povezane s membranom i koji se aseksualno razmnožavaju binarnom cijepanjem. Sve životinjske i biljne stanice su eukariotske stanice.
Postoji velik broj biljnih i životinjskih vrsta. Nadalje, za svaku pojedinu biljku ili životinju obično postoji niz različitih organskih sustava i organa, svaki sa svojim vrstama stanica.
Posebne potrebe stanice za vrlo prilagodljivom vakuolom ovise o poslu te stanice i uvjetima okoliša u biljnom ili životinjskom tijelu u bilo kojem trenutku. Nekoliko od ovih funkcija vakuole uključuje:
- Čuvanje vode
- Pružanje prepreke za tvari koje treba odvojiti od ostatka stanice
- Uklanjanje, uništavanje ili skladištenje otrovnih tvari ili otpadnih tvari radi zaštite ostatka stanice
- Uklanjanje nepropisno savijenih proteina iz stanice
Uloga vakuole u biljnim stanicama
Biljke koriste vakuole drugačije nego životinje ili drugi organizmi. Jedinstvene funkcije vakuola u biljnim stanicama pomažu biljkama da rade mnoge stvari, poput čvrstog rasta prema gore stabljike, protežu se prema sunčevoj svjetlosti i stječu energiju iz nje te se štite od grabežljivaca i suše.
Biljne stanice obično sadrže jednu veliku vakuolu koja ispunjava više prostora unutar stanice nego bilo koja druga organela. Vakuola biljnih stanica sastoji se od tonoplasta koji tvori vrećicu oko tekućine tzv sok stanice. Stanični sok sadrži vodu i niz drugih tvari. To može uključivati:
- Soli
- Enzimi
- Šećeri i drugi ugljikohidrati
- Lipidi
- Joni
Stanični sok može sadržavati i toksine koje je vakuola pomogla ukloniti iz ostatka stanice. Ti toksini mogu djelovati kao mehanizam samoobrane nekih biljaka od biljojeda.
Koncentracija iona u staničnom soku koristan je alat za kretanje vode iz i iz vakuole putem osmoze. Ako je koncentracija iona veća u vakuoli, voda se kroz tonoplast kreće u vakuolu. Ako je koncentracija iona veća u citoplazmi izvan vakuole, voda se izvlači iz vakuole. Vakuola se povećava ili smanjuje kako se voda kreće u nju ili iz nje.
Proces osmoze za upravljanje veličinom vakuole rezultira poželjnom količinom unutarnjeg pritiska na staničnu stijenku. Ovo je poznato kao tlak turgora, a stabilizira stanicu i povećava strukturu biljke. Povećavanje turgorovog pritiska vakuole također može pomoći stabilizirati stanicu tijekom razdoblja staničnog rasta. Velika vakuola također služi funkciji održavanja stanične strukture, guranjem ostalih organela na njihova optimalna mjesta unutar stanice.
Uloga vakuole u životinjskim stanicama
Iako je biljne vakuole lako prepoznati zbog velike količine prostora koje zauzimaju unutar stanice, životinjske stanice ne bi imale koristi od velike središnje vakuole. To je osobito istinito jer životinjske stanice nemaju staničnu stijenku da pružaju protutlak tlaku turgora velike vakuole, a stanice će na kraju pucati. Životinjske stanice možda nemaju vakuole ili mogu imati nekoliko vakuola, ovisno o funkciji i potrebama stanice.
Umjesto da djeluju kao strukturni elementi, vakuole u životinjskim stanicama male su i većinu svog vremena provode osiguravajući prijevoz u i iz stanice za razne organske materijale. Postoje dvije vrste prijevoza koje pružaju vakuole: egzocitoza i endocitoza.
Egzocitoza je metoda kojom vakuole premještaju materijale iz stanice. Ti su materijali često neželjeni materijali poput otpada ili molekula koje su namijenjene drugim stanicama ili izvanstaničnoj tekućini. Tijekom egzocitoze, vakuole pripremaju neke molekule da oslobađaju signale koje će primati druge stanice i koje će te molekule dohvatiti.
Endocitoza je inverzni proces egzocitoze, u kojem vakuole pomažu u uvođenju organske tvari u životinjsku stanicu. U slučaju signalnih molekula koje je zapakirala i pustila vakuola stanice, vakuola druge stanice može primiti molekulu i unijeti je u stanicu.
Endocitoza je važna funkcija vakuole u životinjskim stanicama jer doprinosi imunitetu od zaraznih bolesti. Vacuole mogu unijeti bakterije i druge mikrobe u stanice, a pritom održavati siguran ostatak stanice. Unutar vakuole enzimi djeluju na razgradnju opasnih patogena.
Vacuole također na isti način štite životinje od bolesti i opasnosti razgrađujući potencijalnu hranu koja se prenosi i drugi toksini, s barijerom tonoplasta koja zadržava molekule koje vrijeđaju od ostatka stanica.