Vacuoles: הגדרה, פונקציה, מבנה

Vacuoles הם סוג אחד של מבנה תא מיקרוסקופי הנקרא אברון. תאים צמחיים וגם בעלי חיים יכולים להכיל vacuoles, אך vacuoles נפוצים הרבה יותר בתאי הצמח. הם גם גדולים בהרבה בתאי הצמח ולעתים קרובות תופסים מקום רב בתא.

לתאים מן החי לא תמיד יש וואקום, ולרובם אף פעם לא נמצא ואקום גדול, מכיוון שהוא יגרום נזק לתא וישבש את תפקוד שאר התא. במקום זאת בתאים של בעלי חיים עשויים להיות כמה ואקום קטן מאוד.

ל- Vacuoles יש מספר פונקציות בשני סוגי התאים, אך הם ממלאים תפקיד חשוב במיוחד עבור הצמחים.

TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)

הוואקול הוא סוג של אברון הקיים בתאים אוקריוטיים. זהו שק המוקף בקרום יחיד הנקרא טונופלסט. Vacuoles משרתים פונקציות רבות, בהתאם לצרכי התא.

בתאים של בעלי חיים הם קטנים ובדרך כלל מעבירים חומרים לתא ומחוצה לו. בתאי הצמח, vacuoles משתמשים באוסמוזה לספיגת מים ונפיחות עד שהם יוצרים לחץ פנימי על דופן התא. זה מספק יציבות תאים ותמיכה.

ואקום הוא סוג של אברון הנקרא שלפוחית. מה שמבדיל vacuoles מסוגים אחרים של שלפוחית ​​הוא הגודל היחסי ואורך החיים שלה. ה- vacuole הוא שק המוקף בקרום יחיד הנקרא a טונופלסט.

קרום vacuole זה מבנה דומה ל ממברנות פלזמה המקיפים כל תא. קרום התא מווסת כל הזמן מה עובר לתא ומחוצה לו ומה חייב להישאר בחוץ או בפנים; הוא משתמש במשאבות חלבון כדי לדחוף חומר פנימה או החוצה, ובתעלות חלבון כדי לאפשר או לחסום כניסות או יציאות של חומר.

כמו קרום הפלזמה של התא, גם הטונופלסט מווסת את הזרימה והזרמה של מולקולות וחיידקים באמצעות משאבות חלבון ותעלות חלבון. הטונופלסט אינו מווסת את הכניסות והיציאות לתאים, עם זאת, אלא משמש כשומר לאילו סוגים של חומר מותר לעבור אל ואקום.

לוואקום יש את היכולת לשנות את תפקידם כדי לשרת את צרכי התא. לשם כך, האסטרטגיה העיקרית שלהם היא לשנות את גודלם או צורתם. לדוגמא, לעיתים קרובות בתאי הצמח יש ואקום גדול שתופס חלק נכבד מהחלל בתוך התא מכיוון שהואקום מאגר מים. הוואוקול המרכזי בתאי הצמח תופס לעיתים קרובות בין 30 ל -90 אחוז מהשטח בתא. סכום זה משתנה עם שינוי צרכי האחסון והתמיכה של המפעל.

אוקריוטי תאים כוללים את כל התאים שיש להם גרעין ואברונים אחרים הקשורים לקרום. תאים אוקריוטיים עוסקים בחלוקה של תאים על ידי תהליכי מיטוזה ומיוזה. בניגוד, פרוקריוטי תאים הם בדרך כלל אורגניזמים חד תאיים חסרי אברונים הקשורים לקרום, והם מתרבים מינית באמצעות ביקוע בינארי. כל תאי החי והצומח הם תאים אוקריוטים.

יש מספר רב של מיני צמחים ובעלי חיים. יתר על כן, עבור כל צמח או חיה בודדים, ישנם בדרך כלל מספר מערכות איברים ואיברים שונים, שלכל אחד מהם סוגי התאים שלהם.

הצרכים הספציפיים של התא עבור הוואוקול המותאם מאוד תלויים בעבודתו של אותו תא ובתנאי הסביבה בגוף הצומח או החי בכל זמן נתון. כמה מתפקידי vacuole אלה כוללים:

• אגירת מים
• מתן מחסום לחומרים אותם יש להפריד משאר חלקי התא
• הסרה, השמדה או אחסון של חומרים רעילים או מוצרי פסולת כדי להגן על שאר התא
• הוצאת חלבונים מקופלים בצורה לא נכונה מהתא

צמחים עושים שימוש ב- vacuoles באופן שונה מאשר בעלי חיים או אורגניזמים אחרים. הפונקציות הייחודיות של vacuoles בתאי הצמח עוזרות לצמחים לעשות דברים רבים, כגון לגדול כלפי מעלה על מוצק גבעולים, נמתחים לעבר אור השמש ורוכשים ממנה אנרגיה ומגנים על עצמם מפני טורפים ו בצורות.

תאי צמח מכילים בדרך כלל ואקום גדול אחד שממלא יותר מקום בתא מכל אברון אחר. תא הנוזל של הצמח מורכב מהטונופלסט, היוצר שק סביב נוזל הנקרא מוהל תאים. מוהל תאים מכיל מים ומספר חומרים אחרים. אלה יכולים לכלול:

• מלחים
• אנזימים
• סוכרים ופחמימות אחרות
• ליפידים
• יונים

מוהל התאים יכול להכיל גם רעלים שהוואוקול עזר להסירם משאר התא. רעלים אלו יכולים לפעול כמנגנון הגנה עצמית עבור צמחים מסוימים כנגד אוכלי עשב.

ריכוז היונים במיץ התא הוא כלי שימושי להעברת מים אל תוך הוואקום באמצעות אוסמוזה. אם ריכוז היונים גבוה יותר בתוך הווקאול, מים עוברים דרך הטונופלסט אל תוך הוואקול. אם ריכוז היונים גבוה יותר בציטופלסמה שמחוץ לוואקול, מים עוברים החוצה מהוואקול. הוואקול מתרחב או מתכווץ כאשר מים עוברים אליו או יוצאים ממנו.

תהליך האוסמוזה לניהול גודל הוואקול גורם לכמות רצויה של לחץ פנימי על דופן התא. זה ידוע בשם לחץ טורגור, והוא מייצב את התא ומגביר את מבנה הצמח. הגדלת לחץ הטורגור של הוואקול יכולה גם לסייע בייצוב התא בתקופות של צמיחת תאים. הוואקול הגדול משמש גם את הפונקציה של שמירה על מבנה התא, על ידי צפיפות אברונים אחרים למיקומם האופטימלי בתא.

בעוד שניתן לזהות בקלות vacuoles מהצומח בגלל כמות השטח הגדולה שהם תופסים בתוך התא, תאי בעלי חיים לא ייהנו מ vacuole מרכזי גדול. זה נכון במיוחד מכיוון שלתאים של בעלי חיים אין קיר תא שיאפשר לחץ נגדי ללחץ הטורגור של ואקום גדול, ותאי החיה יתפוצצו בסופו של דבר. בתאים של בעלי חיים לא יכול להיות שום ואקום, או שהם עשויים להיות עם כמה ואקום, בהתאם לתפקוד התא ולצרכים שלו.

במקום לפעול כאלמנטים מבניים, ואקוולים בתאי בעלי חיים קטנים ומבלים את מרבית זמנם בהובלה לתא ומחוצה לו לחומרים אורגניים שונים. ישנם שני סוגים של הובלה שהוואקום מספקים: אקסוציטוזיס ו אנדוציטוזיס.

אקוציטוזיס היא השיטה בה vacuoles מעבירים חומרים מהתא. חומרים אלה הם לרוב חומרים לא רצויים כגון פסולת, או מולקולות המיועדות לתאים אחרים או לנוזל החוץ תאי. במהלך האקסוציטוזיס, ואקום מכין כמה מולקולות לשחרור אותות שיתקבלו על ידי תאים אחרים, שיאחזרו את אותן מולקולות.

אנדוציטוזיס הוא התהליך ההפוך של אקסוציטוזיס, בו ואקוולים עוזרים להכניס חומר אורגני לתא החי. במקרה של מולקולות איתות שנארזו ושוחררו על ידי הוואקול של תא, ואקום של תא אחר יכול לקבל את המולקולה ולהביא אותה לתא.

אנדוציטוזיס הוא פונקציה חשובה עבור הוואוקול בתאי בעלי חיים מכיוון שהוא תורם לחסינות מפני מחלות מדבקות. Vacuoles יכולים להכניס חיידקים ומיקרובים אחרים לתאים תוך שמירה על בטיחות שאר התא. בתוך הוואקום, אנזימים עובדים על פירוק הפתוגנים המסוכנים.

Vacuoles גם מגן על בעלי חיים מפני מחלות וסכנות באותו אופן על ידי פירוק פוטנציאלי של מזון ורעלים אחרים, כאשר המחסום של הטונופלסט שומר על המולקולות הפוגעות משאר חלקי העולם תָא.