ვაკუოლები: განმარტება, ფუნქცია, სტრუქტურა

ვაკუოლები არის მიკროსკოპული უჯრედული სტრუქტურის ერთ-ერთი სახეობა, რომელსაც უწოდებენ ორგანოს. როგორც მცენარეული, ასევე ცხოველური უჯრედები შეიძლება შეიცავდეს ვაკუოლებს, მაგრამ ვაკუოლები გაცილებით უფრო გავრცელებულია მცენარეულ უჯრედებში. ისინი ასევე ბევრად უფრო დიდია მცენარეთა უჯრედებში და ხშირად უჯრედში დიდ ადგილს იკავებს.

ცხოველთა უჯრედებს ყოველთვის არ აქვთ ვაკუოლი და უმეტესად არასდროს აქვთ დიდი ვაკუოლი, რადგან ეს ზიანს აყენებს უჯრედს და არღვევს დანარჩენი უჯრედის მუშაობას. ამის ნაცვლად ცხოველურ უჯრედებს შეიძლება ჰქონდეს რამდენიმე ძალიან მცირე ვაკუოლი.

ვაკუოლებს აქვთ მრავალი ფუნქცია ორივე უჯრედის ტიპში, მაგრამ ისინი განსაკუთრებით მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ მცენარეებისთვის.

TL; DR (ძალიან გრძელია; არ წავიკითხე)

ვაკუოლე არის ორგანელეს სახეობა, რომელიც გვხვდება ეუკარიოტულ უჯრედებში. ეს არის ჩანთა, რომელიც გარშემორტყმულია ერთი გარსით, რომელსაც ეწოდება ტონოპლასტი. ვაკუოლები მრავალ ფუნქციას ემსახურება, ეს დამოკიდებულია უჯრედის საჭიროებებზე.

ცხოველურ უჯრედებში ისინი მცირეა და, როგორც წესი, გადააქვთ მასალები უჯრედში და გარეთ. მცენარეთა უჯრედებში ვაკუოლები იყენებენ ოსმოსს წყლის შთანთქმისა და შეშუპებისთვის, სანამ უჯრედის კედელზე არ შექმნიან შინაგან წნევას. ეს უზრუნველყოფს უჯრედების სტაბილურობას და მხარდაჭერას.

ვაკუოლი ორგანელეს ერთგვარი სახეობაა, რომელსაც ვეზიკულს უწოდებენ. რითი განსხვავდება ვაკუოლები სხვა სახის ბუშტუკებისგან, არის მისი ფარდობითი ზომა და ხანგრძლივობა. ვაკუოლი არის ჩანთა, რომელიც გარშემორტყმულია ერთი გარსით, რომელსაც ა ტონოპლასტი.

ეს ვაკუოლის მემბრანა სტრუქტურულად ჰგავს პლაზმის მემბრანები რომ გარს აკრავს ყველა უჯრედი. უჯრედის მემბრანა მუდმივად არეგულირებს იმას, თუ რა მოძრაობს უჯრედში და გარეთ და რა უნდა დარჩეს გარეთ ან შიგნით; იგი იყენებს ცილის ტუმბოებს მატერიის შიგნით შესასვლელად და ცილის არხებზე, რათა დაუშვას ან დაბლოკოს ნივთიერების შესასვლელი ან გასასვლელი.

უჯრედის პლაზმური მემბრანის მსგავსად, ტონოპლასტი ასევე არეგულირებს მოლეკულების და მიკრობების შემოდინებას და გადინებას ცილის ტუმბოებით და ცილოვანი არხებით. ტონოპლასტი არ არეგულირებს უჯრედებში შესასვლელებსა და გასასვლელებს, მაგრამ ამის ნაცვლად იცავს რა სახის მატერიებს აქვთ ვაკუოლებში გადასვლა და მისვლა.

ვაკუოლებს აქვთ შესაძლებლობა შეცვალონ თავიანთი ფუნქცია უჯრედის საჭიროებების შესასრულებლად. ამისათვის მათი მთავარი სტრატეგია არის ზომის ან ფორმის შეცვლა. მაგალითად, მცენარეულ უჯრედებს ხშირად აქვთ დიდი ვაკუოლი, რომელიც უჯრედის სივრცეში მნიშვნელოვან ნაწილს იკავებს, რადგან ვაკუოლი წყალს ინახავს. მცენარეულ უჯრედებში ცენტრალური ვაკუოლი ხშირად იკავებს უჯრედის არეალის 30-დან 90 პროცენტამდე. ეს თანხა იცვლება მცენარის შენახვისა და დახმარების საჭიროებების შეცვლისთანავე.

ეუკარიოტული უჯრედები მოიცავს ყველა უჯრედს, რომლებსაც აქვთ ბირთვი და გარსით შეკრული სხვა ორგანელები. ეუკარიოტული უჯრედები იღებენ უჯრედების დაყოფას მიტოზისა და მეიოზის პროცესებით. Კონტრასტით, პროკარიოტული უჯრედები, როგორც წესი, ერთუჯრედიანი ორგანიზმებია, რომლებსაც არ აქვთ მემბრანის შეკრული ორგანულები და რომლებიც სქესობრივად მრავლდებიან ორობითი გახლეჩით. ყველა ცხოველური და მცენარეული უჯრედი არის ეუკარიოტული უჯრედები.

უამრავი მცენარეული და ცხოველური სახეობაა. გარდა ამისა, ნებისმიერი ცალკეული მცენარის ან ცხოველისთვის, როგორც წესი, არსებობს სხვადასხვა ორგანოთა სისტემები და ორგანოები, თითოეულს აქვს საკუთარი ტიპის უჯრედები.

უჯრედის განსაკუთრებული საჭიროებები ძალიან ადაპტირებადი ვაკუოლისთვის დამოკიდებულია ამ უჯრედის სამუშაოზე და მცენარეთა ან ცხოველთა სხეულის გარემო პირობებზე. ამ ვაკუოლის რამდენიმე ფუნქცია მოიცავს:

• წყლის შენახვა
• ნივთიერებების ბარიერის შექმნა, რომლებიც საჭიროა უჯრედის დანარჩენი ნაწილისგან გამოყოფა
• ტოქსიკური ნივთიერებების ან ნარჩენების გადამუშავება, განადგურება ან შენახვა დანარჩენი უჯრედის დასაცავად
• უჯრედიდან არასწორად დაკეცილი ცილების მოცილება

მცენარეები ვაკუოლებს სხვანაირად იყენებენ, ვიდრე ცხოველები ან სხვა ორგანიზმები. მცენარეთა უჯრედებში ვაკუოლების უნიკალური ფუნქციები ეხმარება მცენარეებს მრავალი რამის გაკეთებაში, მაგალითად, მკაცრად მოზრდილ ზრდაში ყუნწებს, იჭიმებიან მზისკენ და იღებენ მისგან ენერგიას და იცავენ თავს მტაცებლებისგან და გვალვები.

მცენარეული უჯრედები ჩვეულებრივ შეიცავს ერთ დიდ ვაკუოლს, რომელიც უჯრედში უფრო მეტ ადგილს ავსებს, ვიდრე ნებისმიერი სხვა ორგანული. მცენარეული უჯრედის ვაკუოლი შედგება ტონოპლატისგან, რომელიც ქმნის ტომრს სითხის გარშემო, რომელსაც ეწოდება უჯრედის წვენი. უჯრედის წვნიანი შეიცავს წყალს და რიგ სხვა ნივთიერებებს. ეს შეიძლება შეიცავდეს:

• მარილები
• ფერმენტები
• შაქრები და სხვა ნახშირწყლები
• ლიპიდები
• იონები

უჯრედის წვნიანი ასევე შეიძლება შეიცავდეს ტოქსინებს, რომელთა ვაკუოლამ უჯრედის დანარჩენი ნაწილის მოცილებაში დაგვეხმარა. ამ ტოქსინებს შეუძლიათ იმუშაონ როგორც თავდაცვის მექანიზმი ზოგიერთი მცენარისთვის ბალახისმჭამელების წინააღმდეგ.

უჯრედის წვენში იონების კონცენტრაცია სასარგებლო საშუალებაა წყლის ვაკუოლში osmosis გზით გადაადგილებისთვის. თუ ვაკუოლის შიგნით იონის კონცენტრაცია უფრო მაღალია, წყალი ტონოპლატის საშუალებით გადადის ვაკუოლში. თუ იონის კონცენტრაცია ვაკუოლის გარეთ ციტოპლაზმაში უფრო მაღალია, წყალი ვაკუოლიდან გადადის. ვაკუოლი ფართოვდება ან იკლებს, როდესაც წყალი გადადის მასში ან გარეთ.

ვასუოლის ზომის სამართავად ოსმოსის პროცესში ხდება უჯრედის კედელზე შინაგანი წნევის სასურველი რაოდენობა. ეს ცნობილია როგორც ტურგორის წნევა, და ის სტაბილებს უჯრედს და ზრდის მცენარის სტრუქტურას. ვაკუოლის ტურგორული წნევის გაზრდა ასევე ხელს შეუწყობს უჯრედის სტაბილიზაციას უჯრედების ზრდის პერიოდში. დიდი ვაკუოლი ასევე ემსახურება უჯრედის სტრუქტურის შენარჩუნების ფუნქციას, უჯრედის შიგნით სხვა ორგანელების ოპტიმალურ ადგილებზე დაყრით.

მიუხედავად იმისა, რომ მცენარეთა ვაკუოლები ადვილად იდენტიფიცირდება უჯრედის შიგნით დიდი სივრცის გამო, ცხოველების უჯრედებს არ ექნებათ დიდი ცენტრალური ვაკუოლის სარგებელი. ეს განსაკუთრებით იმიტომ ხდება, რომ ცხოველურ უჯრედებს არ აქვთ უჯრედის კედელი დიდი ვაკუოლის ტურგორული წნევის საწინააღმდეგო წნევის უზრუნველსაყოფად და ცხოველური უჯრედები საბოლოოდ იფეთქებენ. ცხოველთა უჯრედებს შეიძლება არ ჰქონდეთ ვაკუოლები, ან მათ შეიძლება ჰქონდეთ რამდენიმე ვაკუოლები, რაც დამოკიდებულია უჯრედის ფუნქციონირებასა და საჭიროებებზე.

ნაცვლად იმისა, რომ ფუნქციონირებენ როგორც სტრუქტურულ ელემენტებს, ცხოველების უჯრედებში ვაკუოლები მცირეა და დროის უმეტეს ნაწილს სხვადასხვა ორგანული მასალის უჯრედში ტრანსპორტირებასა და მის გარეთ ატარებენ. ვაკუოლები უზრუნველყოფენ ტრანსპორტირების ორ სახეს: ეგზოციტოზი და ენდოციტოზი.

ეგზოციტოზი არის მეთოდი, რომლის მიხედვითაც ვაკუოლები უჯრედებიდან გადააქვთ მასალები. ეს მასალები ხშირად არასასურველი მასალებია, როგორიცაა ნარჩენები, ან მოლეკულები, რომლებიც განკუთვნილია სხვა უჯრედების ან უჯრედგარე სითხისთვის. ეგზოციტოზის დროს ვაკუოლები ამზადებენ ზოგიერთ მოლეკულას, რათა გაათავისუფლონ სიგნალები, რომლებიც მიიღება სხვა უჯრედების მიერ, რომლებიც მიიღებენ ამ მოლეკულებს.

ენდოციტოზი არის ეგზოციტოზის შებრუნებული პროცესი, რომლის დროსაც ვაკუოლები ხელს უწყობენ ორგანული ნივთიერებების ცხოველურ უჯრედში შეყვანას. სასიგნალო მოლეკულების შემთხვევაში, რომლებიც შეფუთული იყო და გამოთავისუფლდა უჯრედის ვაკუოლით, სხვა უჯრედის ვაკუოლს შეუძლია მიიღოს მოლეკულა და შეატაროს იგი უჯრედში.

ენდოციტოზი მნიშვნელოვანი ფუნქციაა ვაკუოლისთვის ცხოველურ უჯრედებში, რადგან ის ხელს უწყობს გადამდები დაავადებებისგან იმუნიტეტს. ვაკუოლებს შეუძლიათ ბაქტერიები და სხვა მიკრობები უჯრედებში შეყვანა, ხოლო უჯრედების დანარჩენი ნაწილი უსაფრთხოა. ვაკუოლის შიგნით ფერმენტები მუშაობენ საშიში პათოგენების დაშლაზე.

ვაკუოლები ასევე იცავს ცხოველებს ავადმყოფობისა და საშიშროებისგან იმავე გზით, პოტენციური საკვებიდან გამომდინარე და სხვა ტოქსინები, ტონოპლასტების ბარიერით, რომელიც ინახავს მოძალადე მოლეკულებს დანარჩენი დანარჩენებისაგან საკანი